序

主要通过观察反汇编代码来观测编译器对代码的优化策略，主要观察默认情况下的优化策略与-O1编译选项下的优化策略

乘法指令对应的汇编指令为：

• 有符号乘法imul
• 无符号乘法mul

乘法指令执行周期过长，编译器会首先通过移位配合加法、减法来完成，当使用这些指令都无法完成时，才会使用乘法指令

实例代码

#include 
#include 

int main(int argc,char** argv)
{

        int nVarOne = argc;
        int nVarTwo = argc;

        printf("nVarOne * 15 = %d",nVarOne * 15);

        printf("nVarOne * 16 = %d",nVarOne * 16);

        printf("nVarOne * 4 + 5 = %d",nVarOne * 4 + 5);

        printf("nVarOne * nVarTwo = %d",nVarOne * nVarTwo);

        return 0;
}

逐行观察

无优化选项

基础变量的赋值

如图所示，在不优化的前提下，会先将argc与argv(地址) 分别放入栈中，之后再依据代码，将argc分别放在nVarOne和nVarTwo变量所对应的地址中

nVarOne : $rbp - 0x8

nVarTwo : %rbp - 0x14

1：printf("nVarOne * 15 = %d",nVarOne * 15);

nVarOne * 15的操作在红色方框中实现，编译器并没有直接使用乘法指令，而是借助了16 - 1 = 15这个简单的机制，进行了一定的优化：

1. mov edx,DWORD PTR [rbp-0x8]将nVarOne的值（也就是1） 放入rdx寄存器低位中
2. mov eax,edx再将1放入rax寄存器的低位中
3. shl eax,0x4关键操作：使用左移运算将乘法拆分，左移 4 位，此时eax = 16
4. sub eax,edx由于edx中的值为1，所以完成16 - 1 = 15的运算，这也正是我们nVarOne * 15的结果
5. mov esi,eax将结果放入esi，用于后续传给printf即可

2：printf("nVarOne * 16 = %d",nVarOne * 16);

有了上一个优化的方法，这个就非常简单了，直接 左移 4 位即可

• shl eax,0x4左移4位eax = 16

3：printf("nVarOne * 4 + 5 = %d",nVarOne * 4 + 5);

方式同上：将nVarOne * 4 + 5转换为nVarOne << 2 + 5

shl eax,0x2add eax,0x5

4：printf("nVarOne * nVarTwo = %d",nVarOne * nVarTwo);

此时由于nVarOne与nVarTwo均为未知变量，而不像上述几种情况中带有常量，所以在非 O1 优化的情况下，直接使用imul有符号乘法进行相乘

O1 优化选项

在 O1 优化的情况下，没有给nVarOne与nVarTwo分配空间，而是直接将参数作为局部变量来使用，所以甚至没有设置rbp的值，唯一的开辟的 8 字节空间只是为了保存之前rbp的值

1：printf("nVarOne * 15 = %d",nVarOne * 15);

整体的思路还是1 << 4 - 1但此时没有使用栈空间，而是直接将argc的值放入ebp中 （mov ebp , edi），再直接对ebp进行移位与减法的操作，最终将其放入rdx进行输出即可

2：printf("nVarOne * 16 = %d",nVarOne * 16);

此处直接传递ebp中的值，由于ebp之前的值未1 << 4，所以此处直接输出即可

3：printf("nVarOne * 4 + 5 = %d",nVarOne * 4 + 5);

之前将edi的值传递了两次，一个份放在了ebp中，一份放在了ebx中，此处的这种优化方式就比较有意思了，区别于之前的先移位在做加法，此处直接借用lea指令完成计算，当这种组合运算中的乘数≠ 2、4、8时，编译器首先会尝试将乘数拆分为2、4、8的一种再配合其余运算，若无法拆分则使用imul计算或其余优化方式

nVarOne * 9 + 5

4：printf("nVarOne * nVarTwo = %d",nVarOne * nVarTwo);

此处依旧是使用imul无符号乘法进行运算