对于乘法运算的优化 | GCC

	序 主要通过观察反汇编代码来观测编译器对代码的优化策略，主要观察默认情况下的优化 策略与-O1编译选项下的优化策略 乘法指令对应的汇编指令为： 有符号乘法imul 无符号乘法mul 乘法指令执行周期过长，编译器会首先通过移位配合加法、减法来完成 当使用这些指 令都无法完成时，才会使用乘法指令 实例代码 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc,char** argv) {         int nVarOne = argc;         int nVarTwo = argc;         printf("nVarOne * 15 = %d",nVarOne * 15);         printf("nVarOne * 16 = %d",nVarOne * 16);         printf("nVarOne * 4 + 5 = %d",nVarOne * 4 + 5);         printf("nVarOne * nVarTwo = %d",nVarOne * nVarTwo);         return 0; } 逐行观察 无优化选项 基础变量的赋值 如图所示，在不优化的前提下，会先将argc与argv(地址) 分别放入栈中，之后再依据代码 将argc分别放在nVarOne和nVarTwo变量所对应的地址中 nVarOne : $rbp - 0x8 nVarTwo : %rbp - 0x14 1：printf("nVarOne * 15 = %d",nVarOne * 15); nVarOne * 15的操作在红色方框中实现，编译器并没有直接使用乘法指令，而是借助了16 - 1 = 15 这个简单的机制，进行了一定的优化： mov edx,DWORD PTR [rbp-0x8]将nVarOne的值（也就是1） 放入rdx寄存器低位中 mov eax,edx再将1放入rax寄存器的低位中 shl eax,0x4关键操作：使用左移运算将乘法拆分，左移 4 位，此时eax = 16 sub eax,edx由于edx中的值为1，所以完成16 - 1 = 15的运算，这也正是我们nVarOne * 15的结果 mov esi,eax将结果放入esi，用于后续传给printf即可 2：printf("nVarOne * 16 = %d",nVarOne * 16); 有了上一个优化的方法，这个就非常简单了，直接 左移 4 位即可 shl eax,0x4左移4位eax = 16 3：printf("nVarOne * 4 + 5 = %d",nVarOne * 4 + 5); 方式同上：将nVarOne * 4 + 5转换为nVarOne << 2 + 5 shl eax,0x2add eax,0x5 4：printf("nVarOne * nVarTwo = %d",nVarOne * nVarTwo); 此时由于nVarOne与nVarTwo均为未知变量，而不像上述几种情况中带有常量，所以在非 O1优化的情 况下直接使用imul有符号乘法进行相乘 O1优化选项 在 O1 优化的情况下，没有给nVarOne与nVarTwo分配空间，而是直接将参数作为局部变量来使用所以 甚至没有设置rbp的值，唯一的开辟的 8 字节空间只是为了保存之前rbp的值 1：printf("nVarOne * 15 = %d",nVarOne * 15); 整体的思路还是1 << 4 - 1但此时没有使用栈空间，而是直接将argc的值放入ebp中 （mov ebp , edi） 再直接对ebp进行移位与减法的操作，最终将其放入rdx进行输出即可 2：printf("nVarOne * 16 = %d",nVarOne * 16); 此处直接传递ebp中的值，由于ebp之前的值未1 << 4，所以此处直接输出即可 3：printf("nVarOne * 4 + 5 = %d",nVarOne * 4 + 5); 之前将edi的值传递了两次，一个份放在了ebp中，一份放在了ebx中，此处的这种优化方式就比较有意思了区别于之前的 先移位在做加法，此处直接借用lea指令完成计算，当这种组合运算中的乘数≠ 2、4、8时，编译器首先会尝试将乘数拆 分为2、4、8的一种再配合其余运算，若无法拆分则使用imul计算或其余优化方式 nVarOne * 9 + 5 4：printf("nVarOne * nVarTwo = %d",nVarOne * nVarTwo); 此处依旧是使用imul无符号乘法进行运算