编译器将 printf 更改为 puts答案

【问题标题】：Compiler changes printf to puts编译器将 printf 更改为 puts
【发布时间】：2021-12-01 02:31:14
【问题描述】：

考虑以下代码：

#include <stdio.h>

void foo() {
    printf("Hello world\n");
}

void bar() {
    printf("Hello world");
}

这两个函数产生的程序集是：

.LC0:
        .string "Hello world"
foo():
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        jmp     puts
bar():
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC0
        xor     eax, eax
        jmp     printf

现在我知道puts and printf 之间的区别了，但我发现 gcc 能够自省 const char* 并确定是调用 printf 还是 puts，这很有趣。

另一个有趣的事情是，在bar 中，编译器将返回寄存器 (eax) 清零，即使它是一个 void 函数。为什么它在那里而不是在foo 中这样做？

我是否正确假设编译器“内省了我的字符串”，或者对此有另一种解释？

【问题讨论】：

顺便说一句：一个好的编译器确实会检查格式字符串，因为它会验证所提供参数的数量和类型，并在不匹配时发出警告。
@Gerhardh 编译器需要检查字符串是否存在换行符。
@Gerhardh puts 在字符串之后输出一个换行符，因此如果没有，则无法替换。
@Gerhard puts 不检查任何东西：它输出你给它的东西，但还有另一个运行时差异。如果我将NULL 指针作为字符串传递给printf，MSVC 会友好地（但不是必须）输出(null)，但使用puts 它会崩溃。
这不是对字符串的自省；编译器没有调查自己。这是普通的旧检查。

标签： c gcc assembly compiler-optimization

【解决方案1】：

我是否正确假设编译器“内省了我的字符串”，或者对此有另一种解释？

是的，这正是发生的事情。这是编译器完成的一个非常简单和常见的优化。

因为您的第一个printf() 电话只是：

printf("Hello world\n");

相当于：

puts("Hello world");

由于puts() 不需要扫描和解析格式说明符的字符串，它比printf() 快得多。编译器注意到您的字符串以换行符结尾并且不包含格式说明符，因此会自动转换调用。

这也节省了一点空间，因为现在只需要在生成的二进制文件中存储一个字符串 "Hello world"。

请注意，这通常不适用于以下形式的调用：

printf(some_var);

如果some_var不是一个简单的常量字符串，编译器无法知道它是否以\n结尾。

其他常见的优化有：

strlen("constant string") 可能会在编译时进行评估并转换为数字。
如果编译器确定 location1 和 location2 不重叠，memmove(location1, location2, sz) 可能会转换为 memcpy()。
小尺寸的 memcpy() 可以在单个 mov 指令中转换，即使尺寸较大，有时也可以内联调用以更快。

另一个有趣的事情是，在bar 中，编译器将返回寄存器 (eax) 清零，即使它是一个 void 函数。为什么它在那里而不是在foo 中这样做？

请看这里：Why is %eax zeroed before a call to printf?

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