Как удалить "шум" из сборки сборки GCC/clang?

С простым gcc/clang (не g++), -fno-asynchronous-unwind-tables избегает директив .cfi. Возможно также полезно: -fno-exceptions -fno-rtti -masm=intel. Обязательно опустите -g.

Скопируйте/вставьте это для локального использования:

g++ -fno-asynchronous-unwind-tables -fno-exceptions -fno-rtti -fverbose-asm \
    -Wall -Wextra  foo.cpp   -O3 -masm=intel -S -o- | less

Но на самом деле, я бы порекомендовал просто использовать Godbolt напрямую (онлайн или настроить его локально)! Вы можете быстро переключаться между версиями gcc и clang, чтобы увидеть, что старые или новые компиляторы делают что-то глупое. (Или то, что делает ICC, или даже то, что делает MSVC.) Есть даже ARM/ARM64 gcc 6.3 и различные gcc для PowerPC, MIPS, AVR, MSP430. (Может быть интересно посмотреть, что происходит на машине, где int шире, чем регистр, или не 32-битный. Или на RISC против x86).

Для C вместо C++ используйте -xc -std=gnu11 или что-то еще; сайт обозревателя компилятора предоставляет только g++/clan g++, но не gcc/clang. (Или вы можете использовать режим C в раскрывающемся списке языков, но у него есть другой выбор компиляторов, который в основном более ограничен. И он сбрасывает исходную панель, так что это более сложное переключение между C и C++.)

Полезные опции компилятора для создания asm для потребления человеком:

• Помните, ваш код должен компилироваться, а не ссылаться: передача указателя на внешнюю функцию, такую как void ext(int*p), является хорошим способом помешать что-либо оптимизировать. Вам нужен только прототип для него, без определения, чтобы компилятор не мог встроить его или сделать какие-либо предположения о том, что он делает.

• Я бы рекомендовал использовать -O3 -Wall -Wextra -fverbose-asm -march=haswell) для просмотра кода. (-fverbose-asm может просто заставить источник выглядеть шумно, хотя, когда все, что вы получаете, это пронумерованные временные имена в качестве имен для операндов.) Когда вы возитесь с источником, чтобы увидеть, как он изменяет asm, вы определенно хотите включить предупреждения компилятора, Вы не хотите тратить время на то, чтобы почесать голову над асмом, если объясните, что вы сделали что-то, что заслуживает предупреждения в источнике.

• Чтобы увидеть, как работает соглашение о вызовах, вы часто хотите посмотреть на вызывающего и вызываемого абонентов, не вставляя.

  Вы можете использовать __attribute__((noinline,noclone)) foo_t foo(bar_t x) { ... } в определении или скомпилировать с gcc -O3 -fno-inline-functions -fno-inline-functions-called-once -fno-inline-small-functions, чтобы отключить встраивание. (Но эти параметры командной строки не отключают клонирование функции для постоянного распространения.) См. С точки зрения компилятора, как обрабатывается ссылка на массив и почему недопустима передача по значению (не затуханию)? для примера.

  Или, если вы просто хотите посмотреть, как функции передают/получают аргументы разных типов, вы можете использовать разные имена, но один и тот же прототип, чтобы у компилятора не было встроенного определения. Это работает с любым компилятором.

• -ffast-math получит много встроенных функций libm, некоторые в одну инструкцию (особенно с SSE4, доступным для roundsd). Некоторые будут встроены только в -fno-math-errno или в другие "более безопасные" части -ffast-math, без частей, которые позволяют компилятору округляться по-разному. Если у вас есть код FP, обязательно посмотрите на него с/без -ffast-math. Если вы не можете безопасно включить любой из -ffast-math в своей обычной сборке, возможно, вы получите представление о безопасном изменении, которое вы можете внести в исходный код, чтобы разрешить ту же оптимизацию без -ffast-math.

• -O3 -fno-tree-vectorize оптимизирует без автоматической векторизации, поэтому вы можете получить полную оптимизацию, если не хотите сравнивать с -O2 (который не включает автовекторизацию в gcc, но включает в себя clang).
• clang развертывает циклы по умолчанию, поэтому -funroll-loops может быть полезен в сложных функциях. Вы можете получить представление о том, "что сделал компилятор", не пробираясь через развернутые циклы. (gcc включает -funroll-loops с -fprofile-use, но не с -O3). (Это предложение для читаемого человеком кода, а не для кода, который будет работать быстрее.)
• Определенно включите некоторый уровень оптимизации, если вы не хотите знать, что конкретно сделал -O0. Его требование "предсказуемого поведения отладки" заставляет компилятор хранить/перезагружать все между каждым оператором C, так что вы можете модифицировать переменные C с помощью отладчика и даже "переходить" к другой исходной строке в пределах одной и той же функции и выполнять выполнение так, как если бы вы сделал это в источнике C. Вывод -O0 настолько шумный при хранении/перезагрузке (и такой медленный) не только из-за отсутствия оптимизации, но и из-за вынужденной де-оптимизации для поддержки отладки.

Чтобы получить сочетание исходного кода и ассемблера, используйте gcc -Wa,-adhln -c -g foo.c | less, чтобы передать дополнительные опции as. (Подробнее об этом можно прочитать в блоге и другом блоге.). Обратите внимание, что вывод этого не является допустимым вводом ассемблера, потому что источник C находится там непосредственно, не как комментарий ассемблера. Так что не называйте это .s. .lst может иметь смысл, если вы хотите сохранить его в файл.

Цветовая подсветка Godbolt служит аналогичной цели и отлично помогает вам видеть, когда несколько несмежных asm-инструкций поступают из одной строки источника. Я вообще не использовал эту команду gcc list, так что IDK показывает, насколько хорошо она работает, и насколько это легко увидеть в этом случае.

Мне нравится высокая плотность кода на панели asm godbolt, поэтому я не думаю, что мне хотелось бы смешивать строки исходного текста. По крайней мере, не для простых функций. Может быть, с функцией, которая была слишком сложной, чтобы понять общую структуру того, что делает асм...

И помните, когда вы хотите просто посмотреть на asm, опустите main() и константы времени компиляции. Вы хотите видеть код для работы с функцией arg в регистре, а не для кода после того, как постоянное распространение превращает его в return 42 или, по крайней мере, оптимизирует некоторые вещи.

Удаление static и/или inline из функций создаст для них отдельное определение, а также определение для любых вызывающих абонентов, так что вы можете просто посмотреть на это.

Не помещайте свой код в функцию с именем main(). gcc знает, что main является особенным, и предполагает, что он будет вызываться только один раз, поэтому он помечает его как "холодный" и оптимизирует его меньше.

Еще одна вещь, которую вы можете сделать: если вы сделали main(), вы можете запустить его и использовать отладчик. stepi (si) пошаговые инструкции. См. в нижней части тега x86 вики для получения инструкций. Но помните, что код может оптимизироваться после встраивания в main с помощью постоянных времени компиляции.

__attribute__((noinline)) может помочь с функцией, которую вы не хотите вставлять. gcc также создаст клоны функций с постоянным распространением, то есть специальную версию с одним из аргументов в качестве константы, для сайтов вызовов, которые знают, что передают константу. Имя символа будет .clone.foo.constprop_1234 или что-то в выводе asm. Вы можете использовать __attribute__((noclone)), чтобы отключить это тоже.).

Например,

Если вы хотите увидеть, как компилятор умножает два целых числа: я поместил следующий код в проводник компилятора Godbolt, чтобы получить asm (из gcc -O3 -march=haswell -fverbose-asm) для неправильного и правильного способа проверить это.

// the wrong way, which people often write when they're used to creating a runnable test-case with a main() and a printf
// or worse, people will actually look at the asm for such a main()
int constants() { int a = 10, b = 20; return a * b; }
    mov     eax, 200  #,
    ret                     # compiles the same as  return 200;  not interesting

// the right way: compiler does not know anything about the inputs
// so we get asm like what would happen when this inlines into a bigger function.
int variables(int a, int b) { return a * b; }
    mov     eax, edi  # D.2345, a
    imul    eax, esi        # D.2345, b
    ret

(Это сочетание asm и C было создано вручную путем копирования и вставки вывода asm из godbolt в нужное место. Я считаю, что это хороший способ показать, как короткая функция компилируется в SO ответы/сообщения об ошибках компилятора/электронные письма.)