为什么在 mcq 中使用铅而不是？答案

【问题标题】：Why use leal instead of incq?为什么在 mcq 中使用铅而不是？
【发布时间】：2017-07-18 16:02:22
【问题描述】：

我胡闹，发现如下

#include <stdio.h>

void f(int& x){
    x+=1;
}

int main(){
    int a = 12;
    f(a);
    printf("%d\n",a);
}

当由g++ (Ubuntu 4.8.4-2ubuntu1~14.04.3) 4.8.4 和g++ main.cpp -S 翻译时会生成此程序集（仅显示相关部分）

_Z1fRi:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    movq    %rdi, -8(%rbp)
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    (%rax), %eax
    leal    1(%rax), %edx
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    %edx, (%rax)
    popq    %rbp
    ret
main:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    subq    $16, %rsp
    movl    $12, -4(%rbp)
    leaq    -4(%rbp), %rax
    movq    %rax, %rdi
    call    _Z1fRi
    movl    -4(%rbp), %eax
    movl    %eax, %esi
    movl    $.LC0, %edi
    movl    $0, %eax
    call    printf
    movl    $0, %eax
    leave
    ret

问题：为什么编译器会选择使用leal 而不是incq？还是我错过了什么？

【问题讨论】：

请看优化后的代码。如果有差异，请更新您的帖子。
在这种情况下如何使用incq？ incq 是一元的。并且编译器需要rdx = rax + 1。也许真正的问题是：为什么它选择涉及两个寄存器，其中一个就足够了（incq）？这是优化的代码吗？显然不是。
lea 也很有用，因为它不会影响任何标志寄存器值，这对于 x86[-64] 代码非常有用，其中有很多指令.这只是一个更好的范例。 inc 还引入了其他问题，例如部分标志寄存器停顿。真正的问题是为什么你会在这里使用inc而不是lea？

标签： c++ assembly g++ x86-64

【解决方案1】：

你编译时没有优化。在“调试”模式下构建时，GCC 不会做出任何努力来选择特别合适的指令；它只是专注于尽可能快地生成代码（并着眼于使调试更容易——例如，在源代码行上设置断点的能力）。

当我通过传递 -O2 开关启用优化时，我得到：

_Z1fRi:
    addl    $1, (%rdi)
    ret

对于通用调优，addl 是首选，因为some Intel processors (specifically Pentium 4, but also possibly Knight's Landing) have a false flags dependency。

对于-march=k8，使用incl。

有时是a use-case for leal in optimized code，当你想增加一个寄存器的值并将结果存储在一个不同的 寄存器中时。以这种方式使用leal 将允许您保留寄存器的原始值，而无需额外的movl 指令。 leal 相对于incl/addl 的另一个优势是leal 不会影响标志，这在指令调度中很有用。

【讨论】：

有趣的事实：-O0 代码是故意的，因为它想让你在任何断点处停止时用调试器修改内存中的变量，并且仍然有程序按书面执行。这就是为什么 everything 总是在语句（或源代码行？）之后溢出到内存，然后重新加载。遗憾的是，调试信息格式无法指定变量当前存在于寄存器中。