目次: GCC
GCCはlibcの関数呼び出しを別の関数呼び出しに置き換える最適化(名前がわからないので以降「libc関数呼び出し最適化」と呼びます)を行います。例を挙げると、
時には勝手にlibcの関数呼び出しを置き換えてほしくないこともあると思います。libc関数呼び出し最適化を抑えることができるコンパイラオプションfno-builtinを指定したときの挙動についてメモしておきます。
GCCのバージョンは下記のとおりです。
$ gcc --version gcc (Debian 12.2.0-14) 12.2.0 Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
テストに使うプログラムは下記の通りです。
int printf(const char *a, ...);
void _start(void)
{
printf("\n");
}
特に何も指定しなければ、1文字出力するprintfはputchar呼び出しに置き換えられるはずです。確認のためnostdlibオプションを付けてコンパイルし、リンクエラーを見るとprintfの呼び出しがどの関数に置き換えられたかわかります。
$ gcc -O2 -g -Wall a.c -nostdlib /usr/bin/ld: /tmp/cc1D673J.o: in function `_start': /home/katsuhiro/share/test_gcc_no_builtin/a.c:5: undefined reference to `putchar' collect2: error: ld returned 1 exit status
リンクエラーは「putcharがない」と出ました。printfの呼び出しがputcharの呼び出しに置き換えられたことがわかりますね。次はfno-builtinオプションを指定します。
$ gcc -O2 -g -Wall a.c -nostdlib -fno-builtin /usr/bin/ld: /tmp/cc6JbRD2.o: in function `_start': /home/katsuhiro/share/test_gcc_no_builtin/a.c:5: undefined reference to `printf' collect2: error: ld returned 1 exit status
リンクエラーは「printfがない」と出ました。fno-builtinオプションによってprintfからputcharへの置き換えが抑制されたことがわかります。
動作結果を見る限りfno-builtinオプションでlibc関数呼び出し最適化が抑制されましたが、この挙動がオプションの仕様か?と聞かれると正直良くわかりません。
仕様はGCCのマニュアル(Other Builtins (Using the GNU Compiler Collection (GCC)))に書かれていて、説明によれば残りのビルトイン関数(printfを含む)は最適化のために提供されている("The remaining functions are provided for optimization purposes.")とあります。
私はこのような動作をしているものと推測しています。正しいかどうかは知りません……。
最適化はビルトイン関数に頼る必要はありません。つまりfno-builtinオプションで抑制できないようなlibc関数呼び出し最適化があっても不思議ではありません。今のところそのような例は見つけていませんが、もしあったとすると抑制する方法はあるのでしょうか?うーん??
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