GCC为何未将逻辑或（||）优化为按位或（|）的无跳转代码？

原始C代码 #

#include <stdbool.h>

typedef struct {
    bool a;
    bool b;
} MyStruct2;

bool g(MyStruct2 *s) {
    return s->a || s->b;
}

bool g2(MyStruct2 *s) {
    return s->a | s->b;
}

int main() {
    return 0;
}

编译生成的汇编代码 #

g:
        movzx   eax, BYTE PTR [rdi]
        test    al, al
        jne     .L1
        movzx   eax, BYTE PTR [rdi+1]
.L1:
        ret

g2:
        movzx   eax, BYTE PTR [rdi]
        or      al, BYTE PTR [rdi+1]
        ret

main:
        xor     eax, eax
        ret

问题 #

可见g2的汇编代码更短且无跳转指令，但GCC并未将g函数的逻辑或代码优化为g2的形式。由于MyStruct2的成员均非volatile或特殊类型，即使s->a为真时也可安全访问s->b，请问GCC为何不生成这种无跳转的更短代码？

解答 #

这本质是编译器在分支预测收益与内存访问开销之间做的权衡：

• 逻辑或的实现（带跳转）在s->a为真的场景下，只需要读取一次内存，不需要访问s->b。如果实际业务中s->a为真的概率较高，CPU的分支预测会让这个跳转几乎没有额外开销，反而比按位或的两次内存读取更快——毕竟内存访问的延迟远高于分支预测成功的开销。
• 按位或的实现虽然代码长度更短，但无论s->a是否为真，都要读取两个内存地址。如果s->a和s->b不在同一个CPU缓存行中，第二次内存读取可能触发缓存未命中，反而带来更大的性能损耗。
• GCC的优化器默认会优先考虑通用场景下的平均最优性能，而非单纯追求代码短小。如果需要强制这种优化，可以尝试使用__builtin_expect引导编译器，或者调整优化级别，但通常编译器的选择是基于通用性能模型做出的合理决策。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kevin Meier