淺談Linux環(huán)境下gcc優(yōu)化級別
代碼優(yōu)化可以說是一個非常復雜而又非常重要的問題,以筆者多年的linux c開發(fā)經(jīng)驗來說優(yōu)化通常分為兩個方面,一是人為優(yōu)化,也就是基于編程經(jīng)驗采用更簡易的數(shù)據(jù)結構函數(shù)等來降低編譯器負擔,二是采用系統(tǒng)自帶的優(yōu)化模式,也就是gcc - o系列,下面我將簡述一下各級優(yōu)化的過程以及實現(xiàn)。
gcc - o1 首先o1上面還有一個o0,那個是不提供任何優(yōu)化,項目中幾乎不會使用,而o1使用就非常廣泛了,o1是最基本的優(yōu)化,主要對代碼的分支,表達式,常量來進行優(yōu)化,編譯器會在較短的時間下將代碼變得更加短小,這樣體積就會變得更小,會減少內存的占用率,在操作系統(tǒng)進行內存調度時就會更快。但是事情沒有絕對的優(yōu)點,當一個龐大的程序被拆碎細分的話,內存占用會大大增加,由于當今系統(tǒng)大多數(shù)都是多線程,就會出現(xiàn)卡頓和反應延遲。
gcc - o2 這個優(yōu)化級別是o1的進階,在上一級的基礎上會進行更嚴格的細分,最重要的是加入了寄存器的使用。寄存器是cpu中重要的組成部分,此外還有運算器和控制器,計算機顧名思義,要進行各種龐雜的計算,由于cpu速度較快,所以計算的中間結果都會保存在寄存器中,這樣可以大大提高系統(tǒng)的效率,但是寄存器造價高昂,數(shù)量有限,所以一般來說程序不會放在寄存器中,另一種將代碼放在寄存器的方式是使用register修飾變量,適用于頻繁調用的變量。
gcc - o3 這個優(yōu)化屬于非常強大的優(yōu)化,因為編譯器會進行預測,對循環(huán)每一層的預測,以便于將循環(huán)拆分,可以提高執(zhí)行效率。編譯器還會試圖用已有的值來代替未知的值,并且還會用加代替乘,因為運算器的特性,乘法十分復雜耗時。當然o3的缺點最明顯,那就是o3因為試圖預測程序的走向,可能會出現(xiàn)誤差,導致錯誤和程序不可逆轉的走向。所以一般o3不建議使用。
以上就是關于優(yōu)化的三個等級,對于優(yōu)化,系統(tǒng)的優(yōu)化還是機械的,程序員對于語言深刻的理解,巧妙地算法可能會更有意義。
總結
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