Question

循环展开是一种常见的优化，但反过来也是如此？
（减少目标文件输出的大小，减小二进制）。

我很好奇，如果编译器将连续的，相同的代码块（或函数调用）重复数据删除到循环中，或者将重复的块提取到静态函数中，这是一种常见的技术。

我很感兴趣，因为C中只有标头库*可以添加大量重复的代码，所以知道一些C编译器是否能够检测到并处理它更有用有效。

* 通过header-only-library，我的意思是直接定义代码而不是函数定义的头。

如果这样做，了解在什么条件和条件下是有用的。限制适用于确保可以使用。

注意（出于问题的目的 - 任何流行的C编译器都是精细的GCC / Clang / Intel / MSVC）。

我发现的一个仅限标头的库，名为 uthash 使用了一些非常大的宏，我想知道是否有一些编译器技巧可以巧妙地去除这些巨大的代码块，参见：例如uthash.h，另一个类似的例子是inline qsort.h

可以重复数据删除的块示例（事实证明Py_DECREF可以扩展为相当大的代码块。）

#define PY_ADD_TO_DICT(dict, i)  \
    do {
        PyDict_SetItemString(dict, names[i], item = PyUnicode_FromString(values[i])); \
        Py_DECREF(item); \
    } while (0)

/* this could be made into a loop */
PY_ADD_TO_DICT(d, 0);
PY_ADD_TO_DICT(d, 1);
PY_ADD_TO_DICT(d, 2);
PY_ADD_TO_DICT(d, 3);

请注意，这是设计的，但基于一个真实的例子。

澄清

似乎我的问题的简短答案是没有（或仅在某些有限/无关紧要的情况下），只是为了澄清我为什么要进一步询问。

评论中的一些回复似乎假设任何人只需将代码重构为函数当然，几乎总是是最好的选择，但有时会出现非常相似的代码块。

由非常智能的代码生成器创建的锅炉板代码。
当使用外部API时，它将一些功能公开为宏（在这种情况下，在函数中本地包装当然在大多数情况下工作，但这意味着你的代码有自己的怪癖，这对于使用来说并不常见那些API）。
当你无法用功能替换宏时，有一些罕见的情况，这样做最终是不切实际的。
从外部代码库导入代码时，进入并开始清理代码并不总是理想的，在评估代码库时，了解编译器在优化代码时会有多聪明。

在所有这些情况下，它可以去除（生成更智能的代码，在函数中包装宏，修补第三方库），但在努力做这些事情之前，值得知道如何编译器为我们做了很多工作。

Answer 1

根据工具链的不同，您可以选择指导编译器和链接器识别和合并冗余代码。一些好的谷歌关键字包括：

＆＃34;代码保理＆＃34; and additional keywords
＆＃34;整个计划优化＆＃34;
＆＃34;过程间优化＆＃34; Wikipedia
＆＃34;链接时间优化＆＃34; LTO

请注意，之前评论中提到的gcc optimizations page提供了一些感兴趣的标记，即：

-ftree尾合并
-ftree开关转换
-fgcse
-fcrossjumping
-fipa-PTA
-fipa-icf （相同的代码折叠），在GCC5.x中添加
-fopa-CP
-flto
-fwhole程序

最后，这些博客文章提供了丰富的信息：

Answer 2

最简单的描述方法可称为重构代码。这是你可以作为开发人员手工完成的事情，但这不是现代C编译器和优化器的特性，至少就GCC而言是这样。下面是您可以在GCC中设置的所有单个优化的列表（例如，分别通过-O0和-O2），并且没有一个优化重构一系列类似的语句以使用公共索引在循环中。

 Optimization Level Zero              Optimization Level Two
 ============================================================================================================
 -fauto-inc-dec                       -fthread-jumps 
 -fbranch-count-reg                   -falign-functions  -falign-jumps 
 -fcombine-stack-adjustments          -falign-loops  -falign-labels 
 -fcompare-elim                       -fcaller-saves 
 -fcprop-registers                    -fcrossjumping 
 -fdce                                -fcse-follow-jumps  -fcse-skip-blocks 
 -fdefer-pop                          -fdelete-null-pointer-checks 
 -fdelayed-branch                     -fdevirtualize -fdevirtualize-speculatively 
 -fdse                                -fexpensive-optimizations 
 -fforward-propagate                  -fgcse  -fgcse-lm  
 -fguess-branch-probability           -fhoist-adjacent-loads 
 -fif-conversion2                     -finline-small-functions 
 -fif-conversion                      -findirect-inlining 
 -finline-functions-called-once       -fipa-cp 
 -fipa-pure-const                     -fipa-sra 
 -fipa-profile                        -fisolate-erroneous-paths-dereference 
 -fipa-reference                      -foptimize-sibling-calls 
 -fmerge-constants                    -foptimize-strlen 
 -fmove-loop-invariants               -fpartial-inlining 
 -fshrink-wrap                        -fpeephole2 
 -fsplit-wide-types                   -freorder-blocks -freorder-blocks-and-partition -freorder-functions 
 -ftree-bit-ccp                       -frerun-cse-after-loop  
 -ftree-ccp                           -fsched-interblock  -fsched-spec 
 -fssa-phiopt                         -fschedule-insns  -fschedule-insns2 
 -ftree-ch                            -fstrict-aliasing -fstrict-overflow 
 -ftree-copy-prop                     -ftree-builtin-call-dce 
 -ftree-copyrename                    -ftree-switch-conversion -ftree-tail-merge 
 -ftree-dce                           -ftree-pre 
 -ftree-dominator-opts                -ftree-vrp 
 -ftree-dse                           -fuse-caller-save
 -ftree-forwprop                
 -ftree-fre                     
 -ftree-phiprop                 
 -ftree-sink                    
 -ftree-slsr                    
 -ftree-sra                     
 -ftree-pta                     
 -ftree-ter                     
 -funit-at-a-time

<强>参考

3.10 - 控制优化的选项，已访问2014-07-07，<https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html>

Answer 3

虽然它似乎非常可行，但我从未见过任何优化，它将采用两个相似的代码片段并将它们组合成一个循环。

然而，有两种重复的情况，编译器删除了（最明显的是，因为它还有性能增益，而不仅仅是代码大小增益）：

当两个表达式计算到相同的值时，在同一个函数中，一个名为common subexpression elimination的技术会删除冗余计算。
有趣的是，通过积极的内联和链接时间优化，可以涵盖越来越多的案例 - 但当然内联有其严重的二进制大小成本。
当可以对代码进行矢量化时，vectorizing compiler通常可以识别并为您进行矢量化。

除此之外，您还必须手动重构代码以删除重复。

C编译器是否重复（合并）代码？

澄清

3 个答案: