コンパイラ最適化 forループが消える？？

初めに

C言語をアセンブリ言語へコンパイルして最適化する場合としない場合の違いを確認します。

C言語ソース

int sum() {
  int total = 0;
  for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    total += i;
  }
  return total;
}

最適化の設定

最適化無し (-O0)
gcc -S -O0 -masm=intel sum.c -o sumO0.s

最大最適化 (-O3)
gcc -S -O3 -masm=intel sum.c -o sumO3.s

最適化の有無による差異

最適化しない場合

sumO0.s

	.file	"sum.c"
	.intel_syntax noprefix
	.text
	.globl	_sum
	.def	_sum;	.scl	2;	.type	32;	.endef
_sum:
LFB0:
	.cfi_startproc
	push	ebp
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	mov	ebp, esp
	.cfi_def_cfa_register 5
	sub	esp, 16
	mov	DWORD PTR [ebp-4], 0
	mov	DWORD PTR [ebp-8], 1
	jmp	L2
L3:
	mov	eax, DWORD PTR [ebp-8]
	add	DWORD PTR [ebp-4], eax
	add	DWORD PTR [ebp-8], 1
L2:
	cmp	DWORD PTR [ebp-8], 100
	jle	L3
	mov	eax, DWORD PTR [ebp-4]
	leave
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret
	.cfi_endproc
LFE0:
	.ident	"GCC: (MinGW.org GCC-6.3.0-1) 6.3.0"

最適化する場合

sumO3.s

	.file	"sum.c"
	.intel_syntax noprefix
	.text
	.p2align 4,,15
	.globl	_sum
	.def	_sum;	.scl	2;	.type	32;	.endef
_sum:
LFB0:
	.cfi_startproc
	mov	eax, 5050
	ret
	.cfi_endproc
LFE0:
	.ident	"GCC: (MinGW.org GCC-6.3.0-1) 6.3.0"

分析

最適化しない場合は、C言語の書き方通りに100回繰り返して計算しているが、この書き方だとtotalは毎回5050となる。最適化した場合は直接5050を代入している。

	mov	DWORD PTR [ebp-4], 0
	mov	DWORD PTR [ebp-8], 1
	jmp	L2
L3:
	mov	eax, DWORD PTR [ebp-8]
	add	DWORD PTR [ebp-4], eax
	add	DWORD PTR [ebp-8], 1
L2:
	cmp	DWORD PTR [ebp-8], 100
	jle	L3

この10行が1行に短縮された。

mov	eax, 5050

動作環境

windows7 Version6.1.7601
GCC-6.3.0-1
（帰省中につき一時的に昔のパソコンを使用している。windows7が懐かしい。。。）