为什么 MSVC 调试模式会为一个空的 if() 主体而不是另一个（i++ 与 ++i）省略 cmp/jcc？

Question

我在用一台AMD64位的电脑（Intel Pentium Gold 4415U）对比一些C语言转过来的汇编指令（当然是反汇编）

使用 Windows 10，我使用 Visual Studio 2017(15.2) 和他们的 C 编译器。我的示例代码如下所示：

int main() {
    int i = 0;
    if(++i == 4);
    if(i++ == 4);
    return 0;
}

反汇编如下：

mov         eax,dword ptr [i]  // if (++i == 4);
inc         eax  
mov         dword ptr [i],eax  

mov         eax,dword ptr [i]  // if (i++ == 4);
mov         dword ptr [rbp+0D4h],eax    ; save old i to a temporary
mov         eax,dword ptr [i]  
inc         eax  
mov         dword ptr [i],eax  
cmp         dword ptr [rbp+0D4h],4      ; compare with previous i
jne         main+51h (07FF7DDBF3601h)  
mov         dword ptr [rbp+0D8h],1  
jmp         main+5Bh (07FF7DDBF360Bh)  
*mov         dword ptr [rbp+0D8h],0

07FF7DDBF3601 转到最后一行指令(*)。
07FF7DDBF360B 转到 'return 0;'。

在if (++i == 4)中，程序不观察'added' i 是否满足条件

但是在if (i++ == 4)中，程序将'previous'i保存到栈中，然后进行自增。之后，程序将 'previous' i 与常数整数 4.

进行比较

两个C代码不同的原因是什么？它只是编译器的机制吗？更复杂的代码会有所不同吗？

我试图用 Google 找到这个，但是我没能找到差异的根源。必须我明白'This is just a compiler behavior'？

Answer 1

正如 Paul 所说，该程序没有可观察到的副作用，并且启用优化的 MSVC 或任何其他主要编译器 (gcc/clang/ICC) 会将 main 简单地编译为 xor eax,eax / ret.

i 的值永远不会逃脱函数（不存储到全局或返回），因此它可以完全优化掉。即使是这样，恒定传播在这里也是微不足道的。

MSVC 的调试模式反优化代码生成决定不在空的 if 主体上发出 cmp/jcc 这只是一个怪癖/实现细节；即使在调试模式下也根本无助于调试。这将是一个分支指令，跳转到它落入的相同地址。

调试模式代码的要点在于您可以单步执行 源代码行，并使用调试器修改 C 变量。并不是说 asm 是 C 到 asm 的字面和忠实的音译。（而且编译器可以快速生成它，无需在质量上花费任何精力，以加快 edit/compile/run 周期。）Why does clang produce inefficient asm with -O0 (for this simple floating point sum)?

编译器的代码生成到底有多脑残不取决于任何语言规则；没有实际的标准来定义编译器在调试模式下必须为空 if 主体实际使用分支指令。

显然对于您的编译器版本，i++ post-增量足以让编译器忘记循环体是空的？

我无法使用 MSVC 19.0 或 19.10 重现您的结果 on the Godbolt compiler explorer, with 32 or 64-bit mode。（VS2015 或 VS2017）。或任何其他 MSVC 版本。我根本没有从 MSVC、ICC 或 gcc 获得条件分支。

MSVC 确实实现了 i++ 并在内存中实际存储了旧值，就像您展示的那样。太坏了。 GCC -O0 使调试模式代码更加高效。当然仍然很脑残，但在一个单一的声明中，有时它会好得多。

我可以用clang重现它，不过！（但它对两个 ifs 都有分支）：

# clang8.0 -O0
main:                                   # @main
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     dword ptr [rbp - 4], 0       # default return value

        mov     dword ptr [rbp - 8], 0       # int i=0;

        mov     eax, dword ptr [rbp - 8]
        add     eax, 1
        mov     dword ptr [rbp - 8], eax
        cmp     eax, 4                       # uses the i++ result still in a register
        jne     .LBB0_2                      # jump over if() body
        jmp     .LBB0_2                      # jump over else body, I think.
.LBB0_2:

        mov     eax, dword ptr [rbp - 8]
        mov     ecx, eax
        add     ecx, 1                       # i++ uses a 2nd register
        mov     dword ptr [rbp - 8], ecx
        cmp     eax, 4
        jne     .LBB0_4
        jmp     .LBB0_4
.LBB0_4:

        xor     eax, eax                     # return 0

        pop     rbp                          # tear down stack frame.
        ret

为什么 MSVC 调试模式会为一个空的 if() 主体而不是另一个（i++ 与 ++i）省略 cmp/jcc？

Why does MSVC debug mode leave out the cmp/jcc for one empty if() body but not another (i++ vs. ++i)?

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