使用场景：

1. 开发阶段：
   • 在开发阶段，通常使用 -O0（无优化）以获得最快的编译速度和最完整的调试信息。这有助于快速迭代和调试。
   • 对于性能测试，可以使用 -O1 或 -O2 以获得一些基本的优化，同时保持较好的调试体验。
2. 性能调优阶段：
   • 在这个阶段，可以使用 -O2 或 -O3 来进行更深入的优化，以提高程序的运行效率。这些优化包括但不限于循环展开、函数内联、常量传播等。
   • 可以通过比较不同优化级别的性能来调整代码，以达到最佳性能。
3. 发布阶段：
   • 在准备发布产品时，通常选择 -O2 或 -O3 以获得最佳性能。
   • 如果对性能有特别高的要求，可以考虑使用 -Ofast，它包括 -O3 的所有优化，以及一些可能会违反严格标准合规性的优化。

用法：

• 基本用法：
  • -O0：无优化。
  • -O1：启用一些优化，如简单的局部优化、常量传播和死代码消除。
  • -O2：启用更多的优化，包括循环展开、函数内联、指令重排等。
  • -O3：启用所有 -O2 的优化，并增加自动矢量化、函数内联等更激进的优化。
  • -Os：优化目标代码的大小，类似于 -O2，但更注重减小代码大小。
  • -Ofast：包括 -O3 的所有优化，并启用一些可能违反严格标准合规性的优化。
• 与其他选项结合：
  • 通常与 -g 选项结合使用，以在优化代码的同时保留调试信息。
  • 可以与其他特定于性能的选项结合使用，如 -funroll-loops（循环展开）或 -ftree-vectorize（自动矢量化）。
• 注意事项：
  • 高级优化可能会增加编译时间，并可能影响调试体验。
  • 优化级别越高，生成的代码可能越难以理解，因此在调试时可能需要使用较低的优化级别。
  • 在发布产品前，应确保在目标优化级别下进行全面测试，以避免优化引入的错误。
    总之，-O 选项是 GCC 中用于控制代码优化程度的关键选项。合理使用这些选项可以帮助开发者平衡编译速度、调试体验和程序性能。

代码演示

让我们通过一个简单的示例来演示不同优化级别的影响。这个示例是一个简单的循环，它计算从 1 到 100000000 的整数和。

#include <stdio.h>
int main() {
 long long sum = 0;
 for (long long i = 1; i <= 100000000; ++i) {
  sum += i;
 }
 printf("The sum is: %lld\n", sum);
 return 0;
}

现在，让我们编译并运行这个程序，使用不同的优化级别：

gcc -O0 -o no_optimization example.c
gcc -O1 -o basic_optimization example.c
gcc -O2 -o advanced_optimization example.c
gcc -O3 -o highest_optimization example.c

然后，我们可以运行这些程序并比较它们的执行时间。通常，随着优化级别的提高，程序的执行时间会减少。然而，这也取决于程序的特性和编译器的实现。

对coredump的影响

使用 GCC 的 -O 优化选项也会对 core dump（核心转储）文件的产生和内容产生影响。Core dump 是进程在异常终止时产生的文件，它包含了进程在终止时的内存映像。这个文件对于调试非常有用，因为它可以帮助开发者了解程序在崩溃时的状态。

影响

• -O0（无优化）：在这个级别，生成的 core dump 文件通常是最完整的，因为它反映了程序在源代码层面的状态。变量和数据的布局与源代码中的定义非常接近，这使得分析 core dump 文件相对容易。
• -O1（基本优化）：在这个级别，编译器开始进行一些优化，但通常这些优化对 core dump 的影响较小。大多数情况下，core dump 仍然可以提供足够的信息来调试问题。
• -O2（高级优化）：在这个级别，优化变得更加激进，可能会对 core dump 产生影响。变量可能会被优化掉，函数可能会被内联，这些都可能导致 core dump 中的信息与源代码不完全对应。
• -O3（最高优化）：在这个级别，编译器的优化最为激进，对 core dump 的影响也最大。代码的重组和优化可能会导致 core dump 中的信息难以理解，甚至可能无法正确反映程序的状态。