这段代码为什么会产生比等效的C++/Clang更多的程序集？

Question

我写了一个简单的C++功能，以检查的编译器优化：

bool f1(bool a, bool b) { 
    return !a || (a && b); 
} 

之后，我在签锈相当于：

fn f1(a: bool, b: bool) -> bool { 
    !a || (a && b) 
} 

我以前godbolt检查汇编输出。

C++代码（通过与-O3标志铛编译）的结果如下：

f1(bool, bool):        # @f1(bool, bool) 
    xor  dil, 1 
    or  dil, sil 
    mov  eax, edi 
    ret 

和防锈等效的结果为更长：

example::f1: 
    push rbp 
    mov rbp, rsp 
    mov al, sil 
    mov cl, dil 
    mov dl, cl 
    xor dl, -1 
    test dl, 1 
    mov byte ptr [rbp - 3], al 
    mov byte ptr [rbp - 4], cl 
    jne .LBB0_1 
    jmp .LBB0_3 
.LBB0_1: 
    mov byte ptr [rbp - 2], 1 
    jmp .LBB0_4 
.LBB0_2: 
    mov byte ptr [rbp - 2], 0 
    jmp .LBB0_4 
.LBB0_3: 
    mov al, byte ptr [rbp - 4] 
    test al, 1 
    jne .LBB0_7 
    jmp .LBB0_6 
.LBB0_4: 
    mov al, byte ptr [rbp - 2] 
    and al, 1 
    movzx eax, al 
    pop rbp 
    ret 
.LBB0_5: 
    mov byte ptr [rbp - 1], 1 
    jmp .LBB0_8 
.LBB0_6: 
    mov byte ptr [rbp - 1], 0 
    jmp .LBB0_8 
.LBB0_7: 
    mov al, byte ptr [rbp - 3] 
    test al, 1 
    jne .LBB0_5 
    jmp .LBB0_6 
.LBB0_8: 
    test byte ptr [rbp - 1], 1 
    jne .LBB0_1 
    jmp .LBB0_2 

我也试图与-O选项，但输出为空（删除未使用的功能）。

我故意不使用任何库来保持输出清洁。请注意，clang和rustc都使用LLVM作为后端。什么解释这种巨大的产出差异？如果它只是禁用 - 优化开关问题，我怎么能看到来自rustc的优化输出？

Answer 1

与编译器标志-O（and with an added pub）编译，我得到这个输出（Link to Godbolt）：

push rbp 
mov  rbp, rsp 
xor  dil, 1 
or  dil, sil 
mov  eax, edi 
pop  rbp 
ret 

有几件事情：

• 为什么比C更长++版本？

  锈病版本是正好三个指令更长：

  push rbp 
  mov  rbp, rsp 
  [...] 
  pop  rbp 
  

  这些管理所谓的帧指针或基指针（rbp）的指令。这主要是为了获得很好的堆栈跟踪。如果您通过-fno-omit-frame-pointer,you get the same result禁用它的C++版本。请注意，这使用g++而不是clang++，因为我是haven't found a comparable option for the clang compiler。

• Rust为什么不省略帧指针？

  其实，它的确如此。但Godbolt向编译器添加了一个选项来保留帧指针。你可以阅读更多关于为什么这样做here。如果您有rustc -O --crate-type=lib foo.rs --emit asm -C "llvm-args=-x86-asm-syntax=intel"本地编译代码，你会得到这样的输出：

  f1: 
      xor dil, 1 
      or dil, sil 
      mov eax, edi 
      ret 
  

  这是正是你的C++版本的输出。

  您可以通过passing -C debuginfo=0 to the compiler“撤销”Godbolt的功能。

• 为什么-O而不是--release？

  Godbolt直接使用rustc而不是cargo。 --release标志是cargo的标志。要启用rustc上的优化，您需要通过-O或-C opt-level=3（或0和3之间的任何其他级别）。

Answer 2

在godbolt与-C opt-level=3编译给出：

example::f1: 
    push rbp 
    mov rbp, rsp 
    xor dil, 1 
    or dil, sil 
    mov eax, edi 
    pop rbp 
    ret 

它看起来堪比C++版本。有关更多说明，请参阅Lukas Kalbertodt's answer。

注：我必须使函数pub extern停止编译器优化它为空，因为它是未使用的。

Answer 3

要获得相同的asm代码，您需要禁用调试信息 - 这将删除帧指针推送。

-C opt-level=3 -C debuginfo=0（https://godbolt.org/g/vdhB2f）

Answer 4

它不（实际差比的问题示出小得多）。我很惊讶没有人检查了C++输出：

godbolt C++ x64 clang 4.0, no compiler options

godbolt Rust 1.18, no compiler options