C++(Qt)软件调试---验证GCC编译优化和生成调试信息

前言

1.1 编译器优化是什么

编译器优化是指编译器在编译代码时对代码进行的一些优化，以提高代码的运行效率或减小代码的体积。常见的编译器优化包括：

• 常量传播：将常量表达式计算结果直接替换为常量，减少不必要的计算。
• 死代码消除：删除不会被执行的代码，减少代码的大小和复杂度。
• 公共子表达式消除：消除重复计算的子表达式，减少代码的执行时间。
• 循环展开：将循环展开成多个小的循环，减少循环控制开销。
• 函数内联：将函数调用直接替换为函数体，减少函数调用的开销。

1.2 调试信息是什么

调试信息是指编译器在编译代码时生成的关于代码结构和变量信息的数据。这些信息可以被调试器使用，以帮助开发人员理解代码的运行情况，并发现和修复代码中的错误。常见的调试信息包括：

• 源代码行号：记录每行代码对应的源代码行号，以便调试器能够在源代码中显示错误的位置。
• 变量名：记录变量的名称，以便调试器能够在内存中查找变量的值。
• 函数名：记录函数的名称，以便调试器能够在调用堆栈中显示正在执行的函数。
• 局部变量：记录函数中局部变量的值，以便调试器能够在函数执行期间查看这些变量的值。

1.2、C++代码编译-O参数验证

1.1 准备工作

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
  int a = 1, b = 2;
  int c = a + b;
  cout << "c = " << c << endl;

  return 0;
}

我们将使用这个简单的C++代码来验证-O选项对代码性能的影响。

1.2 编译不同优化等级的代码

g++ -O0 -c main.cpp
g++ -O1 -c main.cpp
g++ -O2 -c main.cpp
g++ -O3 -c main.cpp

1.3 比较不同优化等级的代码

objdump -d main.o | grep "callq"

objdump -d main.o | grep "addq"

从输出中可以看出，随着优化等级的提高，代码中函数调用的次数减少，而直接相加的指令增多。这表明编译器在优化代码时，会将函数调用内联，并对代码进行一些优化，以减少函数调用的开销。

1.3、C++代码编译-g参数验证

1.1 准备工作

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
  int a = 1, b = 2;
  int c = a + b;
  cout << "c = " << c << endl;

  return 0;
}

我们将使用这个简单的C++代码来验证-g选项对代码大小和性能的影响。

1.2 编译不同级别-g参数的代码

g++ -g0 -c main.cpp
g++ -g1 -c main.cpp
g++ -g2 -c main.cpp

1.3 比较不同级别-g参数对大小、性能的影响

wc -c main.o

g++ main.o -o main
./main

从输出中可以看出，随着-g参数级别的提高，代码的大小增加，而代码的性能下降。这表明编译器在生成调试信息时，会增加代码的大小，并降低代码的性能。

总结

通过对GCC编译器优化和生成调试信息的验证，我们可以了解到编译器优化和调试信息对代码大小和性能的影响。在实际开发中，我们可以根据代码的具体情况，选择合适的编译器优化和调试信息级别，以达到最佳的代码性能和调试效果。