C 如何在源代码级别自动展开源代码中的循环？

我想在源代码级别自动解开用C编写的目标程序中的循环（仅供参考，我使用linux和gcc编译器）。 关于详细的描述，让我们看看下面的简单源代码

1: int main(){
2:   int i = 0;
3:   while(i<3){
4:     printf("hi\n");
5:     i++;
6:   }
7: }

1:int main（）{
2:inti=0；
3:while（i循环展开只是GCC完成的一个（在许多优化中）优化（至少是
-O2
或
-O3
），它本身没有意义（它只有通过其他优化才有帮助，比如不断传播）

当然，您不能只想要一个源代码（想象一下，对于展开循环的

循环，许多宏可能被扩展为

）

我建议您扩展GCC编译器，例如，它是扩展GCC的高级领域特定语言

（或者，如果你有很多时间，用C痛苦地编写你的GCC插件）

然后，您将在一些循环展开（和其他优化）过程之后添加一个过程，该过程将处理Gimple的内部表示（您可以将Gimple理解为一种类似“最小”C语言，只进行基本操作，如la
x=y+z；
和调用以及简单测试，如
if（x>y）goto l；
）

但我仍然不明白你想对结果做什么。如果你想进一步分析它，请在编译器内部处理（可能是用MELT编码的另一个过程）GCC内部表示。如果你想提供“展开的”编写一些外部工具的代码，编写一个转换过程，将Gimple转换为适当的格式。
您应该查看汇编程序，了解编译器在循环展开中的实际性能。但您也可以帮助编译器更好地编程：

for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
  printf("hi\n");
}

for（无符号i=0；i<3；++i）{
printf（“hi\n”）；
}

也就是说，使用无符号整数类型作为循环变量（
size\t
通常是个好主意），并将循环变量设置为本地变量。然后使用类似于
-S-O3-march=native的编译器选项检查汇编程序

然后，也只有到那时，如果您对结果不满意，请查看。它有一组宏来进行展开，而不仅仅是循环。查找类似于
P99_for
的内容几乎总是，在确定某些代码是否适合展开代码方面，gcc会比您做得更好。根据我的经验，这是极为罕见的您可以比gcc做得更好—唯一合理的情况是当您有非常复杂的代码执行“奇怪”的事情时，您的示例中肯定不是这样

您是否确实尝试过在优化中使用-S选项来查看编译器的功能

当然，编译器可能有不优化这个特定循环的感觉，因为printf（）比所有循环加在一起要重得多——但这是一个稍微不同的问题。
编译器已经在这样做了……对于您的示例，它可能只会得到三个
printf（“hi\n”）实例
没有任何剩余的测试或增量的
i
你到底为什么要问？你想对输出做什么？为什么你需要它成为一些“源代码”？你正在将它输入另一个工具吗？哪一个？谢谢你的回答。顺便问一句，有没有一种方法可以在所有循环都不需要的情况下获得源代码？这是我的问题：）转换源代码的覆盖率将通过出于某种目的使用Gcov来衡量。我不理解你的问题。你似乎错误地认为编译器正在转换源代码；事实并非如此。它正在将源代码解析为一些内部表示，并将内部表示转换为其他表示。选项
 -fdump tree all
（和其他类似选项）生成数百个转储文件，显示编译各个阶段内部GCC表示的文本形式。
1: void ex(int i){
2:   int i = 0;
3:   while(i<3){
4:     printf("hi\n");
5:     i++;
6:   }
7: }

1: void ex(int i){
2:   if (i<3){
3:     printf("hi\n");
4:     i++;
5:   }
6:   if (i<3){
7:     printf("hi\n");
8:     i++;
9:   }
10:  if (i<3){
11:    printf("hi\n");
12:    i++;
13:  }
14:}

for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
  printf("hi\n");
}