Linux編譯優(yōu)化必須掌握的知識(shí)點(diǎn)有哪些

小編給大家分享一下Linux編譯優(yōu)化必須掌握的知識(shí)點(diǎn)有哪些，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

01、編譯選項(xiàng)和內(nèi)核編譯

Linux內(nèi)核（英語(yǔ)：linux kernel），是一種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核，已C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言寫(xiě)成，匹配POSIX標(biāo)準(zhǔn)，以GNU通用公共許可證發(fā)布。從技術(shù)上說(shuō)Linux只是一個(gè)內(nèi)核?！皟?nèi)核”指的是一個(gè)提供硬件抽象層、磁盤(pán)及文件控制、多任務(wù)等功能的系統(tǒng)軟件。

所以首先我們都知道,Linux內(nèi)核如果用O0編譯，是無(wú)法編譯過(guò)的，Linux的內(nèi)核編譯，要么是O2，要么是Os，這點(diǎn)從Linux的Makefile里面可以看出：

當(dāng)選擇了

CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE

它會(huì)是Os，否則就是O2。

其實(shí)O2和Os，都是一些優(yōu)化選項(xiàng)的集合：

gcc -c -Q -O2 --help=optimizers > /tmp/O2-opts

gcc -c -Q -Os --help=optimizers > /tmp/Os-opts

前者傾向于基于速度的優(yōu)化，后者傾向于基于size更小的優(yōu)化。對(duì)比二者的開(kāi)關(guān)選項(xiàng)：

meld /tmp/O2-opts /tmp/Os-opts

發(fā)現(xiàn)差異小的可憐：

O2和Os都使能了inline small函數(shù)和called once的函數(shù)，但是O2里面-finline-functions是關(guān)閉的,而Os里面是開(kāi)的。O2里面optimize-strlen是開(kāi)的，Os里面這個(gè)選項(xiàng)是關(guān)閉的。相關(guān)選項(xiàng)的含義可以通過(guò)"man gcc"看出（有問(wèn)題，找男人），譬如man gcc后檢索inline-functions：

從O0到O1，O2，O3，是一個(gè)開(kāi)啟的優(yōu)化選項(xiàng)逐步加大的過(guò)程：

kernel用O0編譯不過(guò)，是因?yàn)閗ernel本身也沒(méi)有想用O0能夠編譯過(guò)，它的設(shè)計(jì)里面包含了編譯會(huì)優(yōu)化的假想。下面我們用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明。

02、一個(gè)簡(jiǎn)單的例子

下面的代碼：

O0編譯會(huì)報(bào)如下錯(cuò)，說(shuō)f()函數(shù)沒(méi)有定義：

$ gcc -O0 cc.c

cc.c:1:13: warning: ‘f' used but never defined [enabled by default]

 void f(void);

    ^

/tmp/ccTwwtHG.o: In function `main':

cc.c:(.text+0x19): undefined reference to `f'

collect2: error: ld returned 1 exit status

但是用O2編譯，則沒(méi)有問(wèn)題：

$ gcc -O2 cc.c

原因在于，O2編譯，它意識(shí)到a==1，所以if(a>2)，它不會(huì)成立，所以f()沒(méi)有定義也沒(méi)有關(guān)系。

把代碼稍微改一下后：

O2這個(gè)時(shí)候也不行了：

$ gcc -O2 cc.c

/tmp/ccXiyBHn.o: In function `main':

cc.c:(.text.startup+0x7): undefined reference to `f'

collect2: error: ld returned 1 exit status

所以，通過(guò)這個(gè)例子，大家可以看出來(lái)為什么同樣的代碼，用O2就可以過(guò)，用O0就過(guò)不了。內(nèi)核里面有許多類(lèi)似設(shè)想編譯器會(huì)進(jìn)行優(yōu)化的代碼。

3.我們不想inline了

由于編譯的優(yōu)化，有些函數(shù)(比如小函數(shù)和全工程里面只被一個(gè)人調(diào)用的函數(shù))雖然沒(méi)有顯示地寫(xiě)成inline，但是編譯器優(yōu)化為inline了，這給調(diào)試造成了一些麻煩，因?yàn)檎也坏竭@個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)的symbol了。

這個(gè)時(shí)候，我們可以顯示地寫(xiě)明某些函數(shù)我們不想inline:

否則，上面2個(gè)函數(shù)，即便你代碼里面沒(méi)有寫(xiě)inline，由于O2和Os使能了相關(guān)的inline選項(xiàng)，也可能被編譯器自動(dòng)inline掉，如果我們想拒絕inline，可以通過(guò)noline來(lái)標(biāo)識(shí)。

4.我不想被優(yōu)化

在全局已經(jīng)使能O1， O2， O3， Os的情況下，某個(gè)單獨(dú)的函數(shù)我們不想做任何的優(yōu)化，可以用__attribute__((optimize("O0")))來(lái)修飾這個(gè)函數(shù)，比如我們把上述用O2可以編譯過(guò)的代碼進(jìn)行如下修改：

重新用O2編譯：

$ gcc -O2 cc.c

/tmp/cc8M338p.o: In function `main':

cc.c:(.text+0x19): undefined reference to `f'

collect2: error: ld returned 1 exit status

5. 總結(jié)的話

下面給幾條實(shí)踐指南：

1. 盡量不要嘗試用O0去編譯內(nèi)核，這不符合真實(shí)的工程實(shí)踐，也不太被主流Linux社區(qū)所支持；內(nèi)核依賴(lài)O2/Os去做較多的優(yōu)化；

2. 追求你的代碼在O2的情況下，仍然是正確的，代碼要經(jīng)得起編譯優(yōu)化；比如O0工作正常，而O2不正常，應(yīng)該盡可能從自身找原因，分析匯編；

3. 如果在全局優(yōu)化的情況下，想針對(duì)某個(gè)局部避免優(yōu)化，可以嘗試用noinline，__attribute__((optimize("O0")))等進(jìn)行外科手術(shù)式地調(diào)整。

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