VC编译优化的问题

事情的起因在上篇帖子最后有交代，这里就不细谈了，先贴下我的测试程序代码：

#include <stdio.h>

int get_step( unsigned long num )
{
    /* ... */
}

int get2( unsigned long n )
{
    /* ... */
}

int main( int argc, char* argv[] )
{
    unsigned long num;

    printf ("Use get_step()\n");
    for (num = 1; num; num++) {
        int step = get_step (num);
        if (!(num & 0xFFFFFF)) {
            printf ("%d: Now at %u:%d\n", (int)time (NULL), num, step);
        }
    }

    printf ("Use get2()\n");
    for (num = 1; num < 0xFFFFFFFF; num++) {
        int step = get2 (num);
        if (!(num & 0xFFFFFF)) {
            printf ("%d: Now at %u:%d\n", (int)time (NULL), num, step);
        }
    }

    return -1;
}



get_step()和get()的代码也在上篇帖子里。在命令行下用"cl /Ox /TC t.c"编译后运行发现，get_step()比get()耗时要短很多。但从get_step()和get2()的算法本身看，应该不存在大的差异才对。于是反汇编看了一下代码，原因如下：

1) VC识别到，在for循环体内，当num & 0xFFFFFF不为0时，赋值语句int step = get_step (num)实际上没有任何意义，此时该step值不存在任何引用，故在经过编译优化后，第一个for循环体内的代码实际变为：

    for (num = 1; num; num++) {
        if (num & 0xFFFFFF) {
            int step = get_step (num);
            printf ("%d: Now at %u:%d\n", (int)time (NULL), num, step);
        }
    }


应该承认，对于性能而言，这是一个很棒的优化。当然，该优化也存在一些副作用，如著名的memset (sPassword, 0, strlen (sPassword))问题。事实上，对该优化（我称之为基于函数调用价值判断的优化）我事先也考虑到了，但更进一步，我考虑到对于get2()的测试，我使用的是完全相同的for循环形式，故我认为两者的优化应该不存在区别，不过，实际上呢？

2) 实际上是，VC在优化get2()时，发现该函数代码相当短小，故在所有调用点直接将其展开！这直接导致的后果就是，当get2()的代码被展开后，在第二个for循环中做优化时，当(num & 0xFFFFFF)不为0，仅仅去掉了对变量step的赋值，而get2()本身的代码依然会被执行！这就是我的测试中get2()代码性能比get_step()差太多的真正原因！而真正让我懊恼的是，事实上对该优化，事前我也想到了（！），正基于此，我在编译时使用了/TC参数，指定VC按C而非C++程序来编译。照我的之前理解，这样类似C++ inline的函数展开式优化是不应该应用到C这样相对底层的语言上的，但显然，MS基于其对性能追求的理解，牺牲了少部分C程序员绝对不肯妥协的对程序代码的控制力。实际上这也是一个平衡，应该说绝大多数情况下MS的选择（估计也是目前绝大多数编译器厂商的选择）颇为可取，但不幸的是在这里，这样的选择却是不幸的！

明白了问题所在就很容易处理了，关闭VC优化（cl /TC t.c），或使用尺寸优化而非性能优化（cl /O1 /TC t.c），或者直接禁止VC展开非inline函数（cl /Ob1 /Ox /TC t.c），或为for循环体内的每次step赋值都加上一个引用如下，即可:)

        for (num = 1; num; num++) {
            int step = get_step (num);
            if (!step) {
                printf ("Ha!\n");
            } else if (!(num & 0xFFFFFF)) {
                printf ("%d: Now at %u:%d\n", (int)time (NULL), num, step);
            }
        }

结论：

1）VC的优化顺序是否可以优化？如果编译时，能先做基于函数调用价值判断的优化，再做函数展开优化，显然产生的代码更高效。果真如此，我最初的代码虽然不能得到正确的结果，但也不会对两个原本效率接近的算法输出明显不合理的偏差；

2）有些问题虽然考虑到了，考虑的逻辑也没问题，但不表示和实际一致，因为别人的考虑不一定符合逻辑，至少不一定符合你的逻辑:)

3）这又是好多年不搞反汇编的结果，试想如果象n年前一样每周至少看半天时间以上的反汇编代码，这种问题应该是烂熟于心的了，根本不用这样临时抱佛脚。事实上，“考虑到了但没去检验”，就是对“检验过程”生疏的一种表现...