gcc循环构造对汇编代码的更改

为什么gcc编译器在创建汇编代码时将while循环转换为do-while构造？我知道任何while循环都可以重写为do-while，例如在c中

while（测试）{
...
}

可以重写为

if ( !test ) goto skip;
do {
. . .
} while ( test );
skip:

---

通常，

do while

循环比

while

循环更有效。由于编译器希望创建一个快速（而非可读）程序，因此它将大多数

while

循环转换为

do while

循环

事实上，仅使用

if

和

goto

（近似于汇编语言）实现

while

循环可以如下所示：

start:
    if ( !test ) goto skip;
    . . . // loop body
    goto start;
skip:
    ; // continue the program

这相当于

do-while

实现，但效率可能低于

do-while实现（因为后者在循环中少了一行代码）：

基于anatolyg的答案，您可能想知道为什么do-while构造更有效，特别是考虑到如图所示，测试已经重复（因此生成的代码更大）。答案是，通常可以证明测试表达式在循环进入时总是正确的，所以

    if ( !test ) goto skip;
loop:
    . . . // loop body
    if ( test ) goto loop;
skip:
    . . . // continue the program

可以简化为

loop:
    . . . // loop body
    if ( test ) goto loop;
    . . . // continue program

现在，为什么不在原始转换的同时这样做，如果编译器不能证明循环至少循环一次，那么就避免原始转换呢？因为证明循环至少循环一次的算法实际上是一个通用的if条件优化器。通常的优化顺序如下所示：

将所有循环转换为“规范”形式（或多或少如上面的第一个代码块所示）
进行大量的优化，以期望以这种规范形式出现循环，如图所示的if语句
在处理完所有与循环相关的事情之后，尝试去规范化那些可以消除冗余的地方
要知道的另一件事是，有时故意保留重复的测试，因为编译器希望它产生更好的运行时行为。例如，如果编译器有理由相信循环通常循环多次，但不能证明它总是至少循环一次，那么循环上方的条件分支指令几乎总是失败，而循环下方的条件分支几乎总是跳转。在这种情况下，将它们分开可能会使CPU的分支预测器更加准确。分支预测精度仅次于缓存友好性，这是现代无序CPU速度的限制因素。
因为汇编语言中没有
for
或
while
循环。如果你想谈论汇编，编译器生成的汇编后代码。每次循环也只有一个分支（只是向后的一个）而不是两个。是的，但是如果编译器确实在循环的顶部重新组合了测试表达式，那么在循环的底部就会有一个无条件分支，这在现代CPU上几乎是免费的——它占用了一个解码单元，但从未进入主管道。非常感谢您的出色响应。
loop:
    . . . // loop body
    if ( test ) goto loop;
    . . . // continue program