g++ O1 不等于 O0 与所有相关的优化标志

Question

我知道标题有点混乱。让我用一点背景来澄清我的问题：

就执行时间而言，当我使用-O1 标志与-O0 标志编译它时，我的程序的行为很奇怪。我知道-O1 标志做了很多优化，例如fauto-inc-dec -fbranch-count-reg -fcombine-stack-adjustments（根据手册页超过40）。为了弄清楚是哪些优化导致了这种行为，我计划一次删除一个标志，然后编译和测试看看是否有变化。

在做这个实验之前，我想确保用-O1 编译的程序和用-O0 编译的程序加上-O1 启用的所有标志（让我们调用-O0+）表现相似。实际上，我希望这两种方法都应该生成相同的二进制文件，因为启用了相同的优化标志。

用O1编译

CC = g++

CFLAGS = -std=c++11 -Wall -fopenmp
SOURCE = a_count_f.cpp
EXEC = run
INC = inc

all: $(EXEC)
.PHONY: all

$(EXEC): $(SOURCE)
    $(CC) $(CFLAGS) -O1 -o $(EXEC) -I$(INC) $^

用O0+编译

CC = g++

CFLAGS = -std=c++11 -Wall -fopenmp
SOURCE = a_count_f.cpp
EXEC = run
INC = inc

OPT_FLAGS = -fauto-inc-dec -fbranch-count-reg -fcombine-stack-adjustments -fcompare-elim -fcprop-registers -fdce -fdefer-pop -ftree-builtin-call-dce -fdse -fforward-propagate -fguess-branch-probability -fif-conversion2 -fif-conversion -finline-functions-called-once -fipa-pure-const -fipa-profile -fipa-reference -fmerge-constants -fmove-loop-invariants -fomit-frame-pointer -freorder-blocks -fshrink-wrap -fshrink-wrap-separate -fsplit-wide-types -fssa-backprop -fssa-phiopt -ftree-bit-ccp -ftree-ccp -ftree-ch -ftree-coalesce-vars -ftree-copy-prop -ftree-dce -ftree-dominator-opts -ftree-dse -ftree-forwprop -ftree-fre -ftree-phiprop -ftree-scev-cprop -ftree-sink -ftree-slsr -ftree-sra -ftree-pta -ftree-ter -funit-at-a-time

all: $(EXEC)
.PHONY: all

$(EXEC): $(SOURCE)
    $(CC) $(CFLAGS) -O0 $(OPT_FLAGS) -o $(EXEC) -I$(INC) $^

然而，事实证明-O1 和-O0+ 给出了完全不同的结果。尽管存在所有优化差异，-O0 和 -O0+ 给出了非常相似的结果。 （通过结果，我的意思是执行时间）

我已经用-Q --help=optimizers 检查了这两个编译，并且输出确认两者都启用了相同的标志。

接下来对我来说是比较汇编代码。在此之前，我想在这里问一下是否有人知道为什么会发生这种情况。我没有包含源代码，因为似乎问题与源代码无关。但是，如果需要，我可以附上它。

g++ 版本：g++ (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04) 7.3.0

Answer 1

-O1 应用的优化标志仅在优化器打开时应用。您需要指定 -On 和 n > 0 以便优化标志实际执行任何操作。

换句话说，-O0 没有打开优化器，所以优化标志没有做任何事情。

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您可以使用标志的-fno 形式关闭优化标志。比如

-fcompare-elim 

标志由-O1 开启，您可以使用

将其关闭

-fno-compare-elim 

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另一件需要注意的事情，正如 T.C. 所指出的那样，是 not all optimizations have a flag，因此没有任何方法可以关闭这些特定优化。