为何GCC编译的foobar函数汇编未显式实现条件判断逻辑？

原C++代码 #

int foo(int);
int bar(int);

int foobar(int i) {
    int a = foo(i);
    int b = bar(i);
    return a == b ? a : b;
};

GCC trunk编译后的汇编代码 #

foobar(int):
        push    rbx
        mov     ebx, edi
        call    foo(int)
        mov     edi, ebx
        pop     rbx
        jmp     bar(int)

问题描述 #

该翻译单元（TU）无法预知输入参数i的值，也无法确定foo和bar的返回值，因此无法判断a == b是否成立，理论上必须比较两者的返回值来决定返回结果，但在汇编中未看到相关逻辑，请问遗漏了什么？

解答 #

这是GCC识别出逻辑等价性后做出的合理优化，核心原因如下：

• 原代码中的return a == b ? a : b;逻辑等价于直接返回b：当a == b时，返回a也就是b；当a != b时，返回b。无论哪种情况，最终返回的都是bar(i)的结果。
• 编译器必须保留对foo(i)的调用：因为foo是外部函数，编译器无法确定它是否存在副作用（比如修改全局变量、执行IO操作等），所以不能省略这个调用。
• 汇编中的jmp bar(int)利用了x86-64架构的函数返回规则：int类型的返回值会存在eax寄存器中，直接跳转到bar执行后，bar的返回值会直接作为foobar的返回值，省去了冗余的比较、分支和寄存器移动操作。

所以汇编中没有比较逻辑是完全合理的，因为从逻辑上根本不需要比较，直接返回bar的结果即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Enlico