编译器优化选项和debug，release模式的区别（转）
原文：https://blog.csdn.net/qq_41854911/article/details/129657879
有时候，程序在Debug模式下运行的好好的，一Release就crash了。
有时候，程序在Debug模式下崩溃了，Release模式下居然能正常运行。
以上这种情况，可能很多人都遇到过。
用C/C++的朋友都知道编译器编译有各种优化级别，编译器优化级别大体如下：
O0（默认选项）：不开启优化，方便功能调试
Og：方便调试的优化选项（比O1更保守）
O1：保守的优化选项，打开了四十多个优化选项
O2：常用的发布优化选项，在O1的基础上额外打开了四十多个优化选项，包括自动内联等规则
Os：产生较小代码体积的优化选项（比O2更保守）
O3：较为激进的优化选项（对错误编码容忍度最低），在O2的基础上额外打开了十多个优化选项
Ofast：打开可导致不符合IEEE浮点数等标准的性能优化选项。
具体介绍如下：
O0
编译器默认就是O0，该选项下不会开启优化，方便开发者调试。O1：致力于在不需要过多的编译时间情况下，尽量减少代码大小和尽量提高程序运行速度，它开启了下面的优化标志：
-fauto-inc-dec
-fbranch-count-reg
-fcombine-stack-adjustments
-fcompare-elim
-fcprop-registers
-fdce -fdefer-pop
-fdelayed-branch
-fdse
-fforward-propagate
-fguess-branch-probability
-fif-conversion
-fif-conversion2
-finline-functions-called-once
-fipa-modref
-fipa-profile
-fipa-pure-const
-fipa-reference
-fipa-reference-addressable
-fmerge-constants
-fmove-loop-invariants
-fomit-frame-pointer
-freorder-blocks
-fshrink-wrap
-fshrink-wrap-separate
-fsplit-wide-types
-fssa-backprop
-fssa-phiopt
-ftree-bit-ccp
-ftree-ccp
-ftree-ch
-ftree-coalesce-vars
-ftree-copy-prop
-ftree-dce
-ftree-dominator-opts
-ftree-dse
-ftree-forwprop
-ftree-fre
-ftree-phiprop
-ftree-pta
-ftree-scev-cprop
-ftree-sink
-ftree-slsr
-ftree-sra
-ftree-ter
-funit-at-a-time
Og
如果是为了调试，该选项是比O0更好的选择，它会打开O1大部分优化标志，但是不会启用那些影响调试的标志：
-fbranch-count-reg
-fdelayed-branch
-fdse
-fif-conversion
-fif-conversion2
-finline-functions-called-once
-fmove-loop-invariants
-fssa-phiopt
-ftree-bit-ccp
-ftree-dse
-ftree-pta
-ftree-sra
O2
常见的Release级别，该选项下几乎执行了所有支持的优化选项，它增加了编译时间，提高了程序的运行速度，又额外打开了以下优化标志：
-falign-functions
-falign-jumps
-falign-labels
-falign-loops
-fcaller-saves
-fcode-hoisting
-fcrossjumping
-fcse-follow-jumps
-fcse-skip-blocks
-fdelete-null-pointer-checks
-fdevirtualize
-fdevirtualize-speculatively
-fexpensive-optimizations
-ffinite-loops
-fgcse
-fgcse-lm
-fhoist-adjacent-loads
-finline-functions
-finline-small-functions
-findirect-inlining
-fipa-bit-cp
-fipa-cp
-fipa-icf
-fipa-ra
-fipa-sra
-fipa-vrp
-fisolate-erroneous-paths-dereference
-flra-remat
-foptimize-sibling-calls
-foptimize-strlen
-fpartial-inlining
-fpeephole2
-freorder-blocks-algorithm=stc
-freorder-blocks-and-partition
-freorder-functions
-frerun-cse-after-loop
-fschedule-insns
-fschedule-insns2 -fsched-interblock
-fsched-spec
-fstore-merging
-fstrict-aliasing
-fthread-jumps
-ftree-builtin-call-dce
-ftree-pre
-ftree-switch-conversion
-ftree-tail-merge
-ftree-vrp
Os
打开了几乎所有的O2优化标志，除了那些经常会增加代码大小的优化标志：
-falign-functions
-falign-jumps
-falign-labels
-falign-loops
-fprefetch-loop-arrays
-freorder-blocks-algorithm=stc
它还启用了-finline-functions优化标志，使编译器根据代码大小而不是程序运行速度进行优化，为了减少代码大小。
O3
在O2的基础上又打开了以下优化标志：
-fgcse-after-reload
-fipa-cp-clone
-floop-interchange
-floop-unroll-and-jam
-fpeel-loops
-fpredictive-commoning
-fsplit-loops
-fsplit-paths
-ftree-loop-distribution
-ftree-loop-vectorize
-ftree-partial-pre
-ftree-slp-vectorize
-funswitch-loops
-fvect-cost-model
-fvect-cost-model=dynamic
-fversion-loops-for-strides
Ofast
更加激进的编译选项，它不会严格遵循标准，在O3的优化基础上，它又开启了一些可能导致不符合IEEE浮点数等标准的性能优化选项，如- fast-math， -fallow-store-data-races等。
Debug版本和Release版本的区别
tips：上述优化选项如果想要了解具体含义可以看https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html 官方文档。编译器有这么多优化级别，Debug版本和Release版本其实就是优化级别的区别。
1. Debug称为调试版本，编译的结果通常包含有调试信息，没有做任何优化，方便开发人员进行调试，Release称为发布版本，不会携带调试信息，同时编译器对代码进行了很多优化，
使代码更小，速度更快，发布给用户使用，给用户使用以更好的体验。但Release模式编译比Debug模式花的时间也会更多。
2. Debug模式下在内存分配上有所区别，在我们申请内存时，Debug模式会多申请一部分空间，分布在内存块的前后，用于存放调试信息。
此外，Debug模式以32字节为单位分配内存，例如当申请24字节内存时，Release模式下是正常的分配24字节，Debug模式会分配32字节，多了8字节，所以有些数组越界问题在Debug模式下可以安全运行，Release模式下就会出问题。
3. 对于未初始化的变量，Debug模式下会默认对其进行初始化，而Release模式则不会，所以就有个常见的问题，局部变量未初始化时，Debug模式和Release模式表现有所不同。
bool func() { bool found; for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) { if (vec[i] == 3) { found = true; } } return found; }
Debug模式下可能运行正常，但Release模式下可能会返回错误结果，因为found局部变量在Release模式下没有初始化。
4. Debug模式下可以使用assert，运行过程中有异常现象会及时crash，Release模式下模式下不会编译assert，遇到不期望的情况不会及时crash，稀里糊涂继续运行，到后期可能会产生奇奇怪怪的错误，不易调试，殊不知其实在很早之前就出现了问题。编译器在Debug模式下定义_DEBUG宏，Release模式下定义NDEBUG宏，预处理器就是根据对应宏来判断是否开启assert的。
数据溢出问题，在一个函数中，存在某些从未被使用的变量，且函数内存在数据溢出问题，在Debug模式下可能不会产生问题，因为不会对该变量进行优化，它在栈空间中还是占有几个字节，但Release模式下可能会出问题，Release模式下可能会优化掉此变量，栈空间相应变小，数据溢出就会导致栈内存损坏，有可能会产生奇奇怪怪的错误。
例如：
void func() { char buffer[10]; int counter; lstrcpy(buffer, "abcdefghik"); // 需要拷贝11字节 }
tips：不要将Debug库和Release库混合在一起，可能会出问题，至于为啥会出问题，知道的可在下方评论区留言，一般都是有两个目录，Debug目录和Release目录。
gcc常用选项总结
回到开篇提到的那两个问题：
程序在Debug模式下运行的好好的，Release模式下就crash了，怎么办？
可以尝试着找一找代码中的assert，看一下是否是assert导致的两种模式下的差异，从这个思路入手。
程序在Debug模式下会崩溃，Release模式下却正常运行，怎么办？
看一下代码中是否有未初始化的变量，是否有数组越界问题，从这个思路入手。
http://www.flounder.com/debug_release.htm
https://vinayakgarg.wordpress.com/2012/03/31/difference-between-debug-build-and-release-build/
https://www.xspdf.com/resolution/312312.html
https://docs.oracle.com/cd/E19205-01/820-1214/bkacs/index.html
https://www.cnblogs.com/huaping-audio/archive/2008/08/23/1274833.html
https://www.zhihu.com/question/27090458
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html
