一般来说，如果不指定优化标识的话，gcc就会产生可调试代码，每条指令之间将是独立的：可以在指令之间设置断点，使用gdb中的 p命令查看变量的值，改变变量的值等。并且把获取最快的编译速度作为它的目标。

当优化标识被启用之后，gcc编译器将会试图改变程序的结构（当然会在保证变换之后的程序与源程序语义等价的前提之下），以满足某些目标，如：代码大小最小或运行速度更快（只不过通常来说，这两个目标是矛盾的，二者不可兼得）。

• O1优化会消耗少多的编译时间，它主要对代码的分支，常量以及表达式等进行优化。 

  O2会尝试更多的寄存器级的优化以及指令级的优化，它会在编译期间占用更多的内存和编译时间。 

  O3在O2的基础上进行更多的优化，例如使用伪寄存器网络，普通函数的内联，以及针对循环的更多优化。 

  Os主要是对代码大小的优化，我们基本不用做更多的关心。 通常各种优化都会打乱程序的结构，让调试工作变得无从着手。并且会打乱执行顺序，依赖内存操作顺序的程序需要做相关处理才能确保程序的正确性。  

• -O0： 不做任何优化，这是默认的编译选项。
• -O和-O1： 对程序做部分编译优化，对于大函数,优化编译占用稍微多的时间和相当大的内存。使用本项优化，编译器会尝试减小生成代码的尺寸，以及缩短执行时间，但并不执行需要占用大量编译时间的优化。 打开的优化选项：
• O2优化能使程序的编译效率大大提升。
• 从而减少程序的运行时间，达到优化的效果。
• C++程序中的O2开关如下所示：

#pragma GCC optimize(2)

• 同理O1、O3优化只需修改括号中的数即可。

• 只需将这句话放到程序的开头即可打开O2优化开关。

开启O3优化：

讯享网

讯享网#pragma GCC optimize(3,"Ofast","inline")

在不同的gcc配置和目标平台下，同一个标识所采用的优化种类也是不一样的，这可以使用-Q --help =optimizers来获取每个优化标识所启用的优化选项。

下面每个-f优化标识都可以在上述链接中找到解释
1.-O，-O1：
这两个命令的效果是一样的，目的都是在不影响编译速度的前提下，尽量采用一些优化算法降低代码大小和可执行代码的运行速度。并开启如下的优化选项：

-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-conversion2 -fif-conversion -finline-functions-called-once -fipa-pure-const -fipa-profile -fipa-reference -fmerge-constants -fmove-loop-invariants -freorder-blocks -fshrink-wrap -fshrink-wrap-separate -fsplit-wide-types -fssa-backprop -fssa-phiopt -fstore-merging -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-sink -ftree-slsr -ftree-sra -ftree-pta -ftree-ter -funit-at-a-time 

讯享网-fthread-jumps -falign-functions -falign-jumps -falign-loops -falign-labels -fcaller-saves -fcrossjumping -fcse-follow-jumps -fcse-skip-blocks -fdelete-null-pointer-checks -fdevirtualize -fdevirtualize-speculatively -fexpensive-optimizations -fgcse -fgcse-lm -fhoist-adjacent-loads -finline-small-functions -findirect-inlining -fipa-cp -fipa-cp-alignment -fipa-bit-cp -fipa-sra -fipa-icf -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 -fsched-interblock -fsched-spec -fschedule-insns -fschedule-insns2 -fstrict-aliasing -fstrict-overflow -ftree-builtin-call-dce -ftree-switch-conversion -ftree-tail-merge -fcode-hoisting -ftree-pre -ftree-vrp -fipa-ra 

3. -O3
该选项除了执行-O2所有的优化选项之外，一般都是采取很多向量化算法，提高代码的并行执行程度，利用现代CPU中的流水线，Cache等。

-finline-functions // 采用一些启发式算法对函数进行内联 -funswitch-loops // 执行循环unswitch变换 -fpredictive-commoning // -fgcse-after-reload //执行全局的共同子表达式消除 -ftree-loop-vectorize　 // -ftree-loop-distribute-patterns -fsplit-paths -ftree-slp-vectorize -fvect-cost-model -ftree-partial-pre -fpeel-loops -fipa-cp-clone options 

这个选项会提高执行代码的大小，当然会降低目标代码的执行时间。

４. -Os
这个优化标识和-O3有异曲同工之妙，当然两者的目标不一样，-O3的目标是宁愿增加目标代码的大小，也要拼命的提高运行速度，但是这个选项是在-O2的基础之上，尽量的降低目标代码的大小，这对于存储容量很小的设备来说非常重要。
为了降低目标代码大小，会禁用下列优化选项，一般就是压缩内存中的对齐空白(alignment padding)

讯享网-falign-functions -falign-jumps -falign-loops -falign-labels -freorder-blocks -freorder-blocks-algorithm=stc -freorder-blocks-and-partition -fprefetch-loop-arrays 

-fno-protect-parens -fstack-arrays 

相关参考：http://www.mamicode.com/info-detail-2373500.html

                  https://www.cnblogs.com/wwcjj/p/9310671.html