为什么x86-64上的GCC在函数中插入NOP？

给定以下C函数：

void go(char *data) {
    char name[64];
    strcpy(name, data);
}

void go(void) {
    //char name[64];
    //strcpy(name, data);
}
    push    rbp
    mov     rbp, rsp
    nop                     # only present for gcc5, not gcc 4.9.3
    pop     rbp
    ret

x86-64上的GCC 5和6编译（普通的

GCC-c-g-o

，后跟

objdump

）如下：

0000000000000000:
0:55推送%rbp
1:48 89 e5 mov%rsp，%rbp
4:48 83欧共体50分$0x50，%rsp
8:48 89 7d b8 mov%rdi，-0x48（%rbp）
c:48 8b 55 b8 mov-0x48（%rbp），%rdx
10:48 8d 45 c0 lea-0x40（%rbp），%rax
14:4889D6MOV%rdx%rsi
17:48 89 c7 mov%rax，%rdi
1a:e8 00 00呼叫1f
1f:90无
20:c9/Q
21:c3 retq

GCC是否有理由在

1f

处插入

90

/

nop

，或者这只是在未启用优化时可能发生的副作用

注意：这个问题与大多数其他问题不同，因为它询问函数体内部的

nop

，而不是外部填充

---

已测试的编译器版本：GCC Debian 5.3.1-14（5.3.1）和Debian 6-20160313-1（6.0.0）

这很奇怪，我以前从未注意到asm输出中

-O0

处有杂散的

nop

s。（可能是因为我不会浪费时间看未优化的编译器输出）

通常，函数内部的

nop

s用于对齐分支目标，包括中的函数入口点。（另请参见

-falign loops

，在优化级别（而非

-Os

）时，默认情况下该选项处于启用状态）

---

在这种情况下，

nop

是纯空函数的编译器噪声的一部分：

void go(char *data) {
    char name[64];
    strcpy(name, data);
}

void go(void) {
    //char name[64];
    //strcpy(name, data);
}
    push    rbp
    mov     rbp, rsp
    nop                     # only present for gcc5, not gcc 4.9.3
    pop     rbp
    ret

因此，您可以检查asm的其他编译器版本和编译选项

（从技术上讲不是噪声，但启用了

-O0

启用

-fno省略帧指针

，并且at-O0甚至是空函数设置和分解堆栈帧。）

---

当然，

nop

在任何非零优化级别上都不存在问题代码中的

nop

没有调试或性能优势。（请参阅tag wiki中的性能指南链接，特别是了解如何在当前CPU上快速编写代码。）

我的猜测是，它纯粹是gcc内部构件的产物。此

nop

在

gcc-S

asm输出中作为

nop

存在，而不是作为

.p2align

指令存在。gcc本身不计算机器代码字节数，它只是在某些点使用对齐指令来对齐重要的分支目标。只有汇编器知道实现给定对齐实际需要多大的

nop

默认的

-O0

告诉gcc您希望它编译得快，而不是好代码。这意味着asm输出比其他

-O

级别告诉您更多关于gcc内部的信息，而很少告诉您如何优化或其他任何内容

如果您正在尝试学习asm，那么更有趣的是查看

-Og

中的代码，例如（针对调试进行优化）

---

如果您想了解gcc或clang在编写代码方面做得有多好，您应该看看

-O3-march=native

（或者

-O2-mtune=intel

，或者您构建项目时使用的任何设置）。不过，弄清在

-O3

上进行的优化是学习一些asm技巧的好方法

-fno tree vectorize

如果您希望看到除此之外的完全优化的非矢量化版本，则非常方便。

NOP通常用于计时。通常情况下，不必担心。是否可能为断点插入了重复的？调试器不需要您为断点插入不必要的NOP…这仅限于

-O0

。没有时间原因，也没有流水线原因。这没有任何帮助。@BrianAgnew:这不是那个问题的重复。将

nop

放在函数体中，而不是作为函数之间的填充，这在gcc5中是新的。还要注意，此

nop

在

gcc-S

asm输出中作为

nop

存在，而不是作为

.p2align

指令。回答得好。很有趣