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使用gcc和glibc来优化程序转载.pdf

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使用 gcc 和 glibc 来优化程序转载

使用 gcc 和 glibc 来优化程序(转载)2011-01-12 17：38Optimize

Applications with gcc and glibc by Ulrich Drepper 1.介绍

===

本文总结一些关于代码优化的经验,这些经验是不完整的.

本文不是讨论编译器如何优化代码,后者是完全不同的另外一个领域.

2.编译时优化(Using Optimizations Performed at Compile-Time)

=====

2.1 消除无用代码(Dead Code Elimination)

Dead Code 指永远不会执行的代码.

例如：

long int add(long int a,void*ptr,int type)

{

if(type==0)

return a+*(int*)ptr；

else return a+*(long int*)ptr；

}

这个函数根据 type 的值来判断 ptr 的类型,从而求和.

优化 1：多数情况下 int 和 long int 是相同的,因此可以优化为

long int add(long int a,void*ptr,int type)

{

if(sizeof(int)==sizeof(long int)||(type==0))

return a+*(int*)ptr；

else return a+*(long int*)ptr；

}

sizeof 运算总是在编译时进行,因此增加的条件表达式总是在编译时计算.

如果 long int 和 int 确实相同,那么这个函数就可以被编译器优化.

进一步优化,利用 limits.h 中定义的宏

#include limits.h long int add(long int a,void*ptr,int type)

{

#if LONG_MAX！=INT_MAX if(type==0)

return a+*(int*)ptr；

else

#endif return a+*(long int*)ptr；

}

这样,即便在 long int 不同于 int 的平台上,该函数也被优化了

2.2 节省函数调用(Saving Function Calls)

很多函数很短小,相对函数执行的时间,函数调用的代价不可忽视.例如

标准库中的字符串函数和数学函数.解决办法有两个：使用宏代替函数,

或者用 inline 函数.

一般而言,inline 函数和宏一样快,但是更安全.但是如果用到 alloca 和

__builtin_constant_p 的时候,可能要考虑用优先使用宏了

但是,如果函数被声明为 extern,inline 并不总是有效了.另外,当 gcc 的

编译优化选项没有打开时,gcc 不会展开 inline 函数.

如果 inline 函数是 static 的,那么编译器总是会展开该函数,不考虑是否

真的值得.尤其是当使用-Os(optimize for space)选项时,static inline

函数是否值得使用就是个问题了.

编写正确而又安全的宏并不容易.要注意

a)正确使用括号括起参数,

例如

#define mult(a,b)(a*b)//错误

#define mult(a,b)((a)*(b))

b)宏定义中的大括号引入新的 block,这有时侯会导致问题.

例如

#define scale(result,a,b,c)\

int c__=(c)；\

*(result)=(a)*c__+(b)*c__；\

}

下面的代码编译会出现问题：

if(.)

scale(r,a,b,c)；///多余的分号导致编译错误 else else

{

}

正确的写法应该是：

#define scale(result,a,b,c)\

do{\

int c__=(c)；\

*(result)=(a)*c__+(b)*c__；\

}while(0)

c)如果参数是表达式并且在宏定义中出现多次,尽量避免重复计算.

这也是上面例子中要引入变量 c__的原因.但这会限制变量 c__的类型.

d)宏缺乏返回值

2.3 编译器内部函数(Compiler Intrinsics)

绝大部分 C 编译器都知道内部函数(Intrinsic functions).它们是特殊的

inline 函数,由编译器提供使用.这些函数用外部实现来代替.

gcc2.96 的内部函数有

*__builtin_alloca：动态分配栈上内存

dynamiclly allocate memory on the stack

*__builtin_ffs：

find first bit set

*__builtin_abs,__builtin_labs：

absolute value of an integer

*__builtin_fabs,__builtin_fabsf,__builtin_fabsl absolute value of

floating-point vlaue

*__builtin_memcpy copy memory region

*__builtin_memset set memory region to give value

*__builtin_memcmp compare memory region

*__builtin_strcmp

*__builtin_strcpy

*__builtin_strlen

*__builtin_sqrt,__builtin_sqrtf,__builtin_sqrtl

*__builtin_sin,__builtin_sinf,__builtin_sinl

*__builtin_cos,__builtin_cosf,__builtin_cosl

*__builtin_div,__builtin_ldiv integer division with rest

*__builtin_fmod,__builtin_frem module and remainder of floating-

point value

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