【转】gcc中的优化选项-O

作者：XlousZeng

链接：https://www.zhihu.com/question/27090458/answer/137944410

来源：知乎

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一般来说，如果不指定优化标识的话，gcc就会产生可调试代码，每条指令之间将是独立的：可以在指令之间设置断点，使用gdb中的 p命令查看变量的值，改变变量的值等。并且把获取最快的编译速度作为它的目标。

当优化标识被启用之后，gcc编译器将会试图改变程序的结构（当然会在保证变换之后的程序与源程序语义等价的前提之下），以满足某些目标，如：代码大小最小或运行速度更快（只不过通常来说，这两个目标是矛盾的，二者不可兼得）。

在不同的gcc配置和目标平台下，同一个标识所采用的优化种类也是不一样的，这可以使用-Q --help =optimizers来获取每个优化标识所启用的优化选项。

下面每个-f**优化标识都可以在上述链接中找到解释

1.-O，-O1：

这两个命令的效果是一样的，目的都是在不影响编译速度的前提下，尽量采用一些优化算法降低代码大小和可执行代码的运行速度。并开启如下的优化选项：

-fauto-inc-dec -fbranch-count-reg -fcombine-stack-adjustments -fcompare-elim -fcprop-registers -fdce -fdefer-pop -fdelayed-branch -fdse -fforward-propagate -fguess-branch-probability -fif-conversion2 -fif-conversion -finline-functions-called-once -fipa-pure-const -fipa-profile -fipa-reference -fmerge-constants -fmove-loop-invariants -freorder-blocks -fshrink-wrap -fshrink-wrap-separate -fsplit-wide-types -fssa-backprop -fssa-phiopt -fstore-merging -ftree-bit-ccp -ftree-ccp -ftree-ch -ftree-coalesce-vars -ftree-copy-prop -ftree-dce -ftree-dominator-opts -ftree-dse -ftree-forwprop -ftree-fre -ftree-phiprop -ftree-sink -ftree-slsr -ftree-sra -ftree-pta -ftree-ter -funit-at-a-time

2. -O2

该优化选项会牺牲部分编译速度，除了执行-O1所执行的所有优化之外，还会采用几乎所有的目标配置支持的优化算法，用以提高目标代码的运行速度。

-fthread-jumps -falign-functions  -falign-jumps -falign-loops  -falign-labels -fcaller-saves -fcrossjumping -fcse-follow-jumps  -fcse-skip-blocks -fdelete-null-pointer-checks -fdevirtualize -fdevirtualize-speculatively -fexpensive-optimizations -fgcse  -fgcse-lm  -fhoist-adjacent-loads -finline-small-functions -findirect-inlining -fipa-cp -fipa-cp-alignment -fipa-bit-cp -fipa-sra -fipa-icf -fisolate-erroneous-paths-dereference -flra-remat -foptimize-sibling-calls -foptimize-strlen -fpartial-inlining -fpeephole2 -freorder-blocks-algorithm=stc -freorder-blocks-and-partition -freorder-functions -frerun-cse-after-loop  -fsched-interblock  -fsched-spec -fschedule-insns  -fschedule-insns2 -fstrict-aliasing -fstrict-overflow -ftree-builtin-call-dce -ftree-switch-conversion -ftree-tail-merge -fcode-hoisting -ftree-pre -ftree-vrp -fipa-ra

3. -O3

该选项除了执行-O2所有的优化选项之外，一般都是采取很多向量化算法，提高代码的并行执行程度，利用现代CPU中的流水线，Cache等。

-finline-functions      // 采用一些启发式算法对函数进行内联-funswitch-loops        // 执行循环unswitch变换-fpredictive-commoning  // -fgcse-after-reload    //执行全局的共同子表达式消除-ftree-loop-vectorize　  // -ftree-loop-distribute-patterns-fsplit-paths -ftree-slp-vectorize-fvect-cost-model-ftree-partial-pre-fpeel-loops -fipa-cp-clone options

这个选项会提高执行代码的大小，当然会降低目标代码的执行时间。

４. -Os

这个优化标识和-O3有异曲同工之妙，当然两者的目标不一样，-O3的目标是宁愿增加目标代码的大小，也要拼命的提高运行速度，但是这个选项是在-O2的基础之上，尽量的降低目标代码的大小，这对于存储容量很小的设备来说非常重要。

为了降低目标代码大小，会禁用下列优化选项，一般就是压缩内存中的对齐空白(alignment padding)

-falign-functions  -falign-jumps  -falign-loops -falign-labels-freorder-blocks  -freorder-blocks-algorithm=stc -freorder-blocks-and-partition  -fprefetch-loop-arrays

5. -Ofast:

该选项将不会严格遵循语言标准，除了启用所有的-O3优化选项之外，也会针对某些语言启用部分优化。如：-ffast-math ，对于Fortran语言，还会启用下列选项：

-fno-protect-parens -fstack-arrays

6.-Og:

该标识会精心挑选部分与-g选项不冲突的优化选项，当然就能提供合理的优化水平，同时产生较好的可调试信息和对语言标准的遵循程度。