內容摘自Using the GNU Compiler Collection (GCC)
一般來說，如果不指定優化標識的話，gcc就會產生可調試代碼，每條指令之間將是獨立的：可以在指令之間設置斷點，使用gdb中的 p命令查看變量的值，改變變量的值等。並且把獲取最快的編譯速度作爲它的目標。
當優化標識被啓用之後，gcc編譯器將會試圖改變程序的結構（當然會在保證變換之後的程序與源程序語義等價的前提之下），以滿足某些目標，如：代碼大小最小或運行速度更快（只不過通常來說，這兩個目標是矛盾的，二者不可兼得）。
在不同的gcc配置和目標平臺下，同一個標識所採用的優化種類也是不一樣的，這可以使用-Q --help =optimizers來獲取每個優化標識所啓用的優化選項。
下面每個-f**優化標識都可以在上述鏈接中找到解釋
1.-O，-O1：
這兩個命令的效果是一樣的，目的都是在不影響編譯速度的前提下，儘量採用一些優化算法降低代碼大小和可執行代碼的運行速度。並開啓如下的優化選項：
-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
2. -O2
該優化選項會犧牲部分編譯速度，除了執行-O1所執行的所有優化之外，還會採用幾乎所有的目標配置支持的優化算法，用以提高目標代碼的運行速度。
-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
該選項除了執行-O2所有的優化選項之外，一般都是採取很多向量化算法，提高代碼的並行執行程度，利用現代CPU中的流水線，Cache等。
-finline-functions // 採用一些啓發式算法對函數進行內聯
-funswitch-loops // 執行循環unswitch變換
-fpredictive-commoning //
-fgcse-after-reload //執行全局的共同子表達式消除
-ftree-loop-vectorize //
-ftree-loop-distribute-patterns
-fsplit-paths
-ftree-slp-vectorize
-fvect-cost-model
-ftree-partial-pre
-fpeel-loops
-fipa-cp-clone options
這個選項會提高執行代碼的大小，當然會降低目標代碼的執行時間。
４. -Os
這個優化標識和-O3有異曲同工之妙，當然兩者的目標不一樣，-O3的目標是寧願增加目標代碼的大小，也要拼命的提高運行速度，但是這個選項是在-O2的基礎之上，儘量的降低目標代碼的大小，這對於存儲容量很小的設備來說非常重要。
爲了降低目標代碼大小，會禁用下列優化選項，一般就是壓縮內存中的對齊空白(alignment padding)
-falign-functions
-falign-jumps
-falign-loops
-falign-labels
-freorder-blocks
-freorder-blocks-algorithm=stc
-freorder-blocks-and-partition
-fprefetch-loop-arrays
5. -Ofast:
該選項將不會嚴格遵循語言標準，除了啓用所有的-O3優化選項之外，也會針對某些語言啓用部分優化。如：-ffast-math ，對於Fortran語言，還會啓用下列選項：
-fno-protect-parens
-fstack-arrays
6.-Og:
該標識會精心挑選部分與-g選項不衝突的優化選項，當然就能提供合理的優化水平，同時產生較好的可調試信息和對語言標準的遵循程度。
作者：「已註銷」
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來源：知乎
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