Linux編譯優化必須掌握的知識點有哪些

小編給大家分享一下Linux編譯優化必須掌握的知識點有哪些，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、編譯選項和內核編譯

Linux內核（英語：linux kernel），是一種計算機操作系統內核，已C語言和匯編語言寫成，匹配POSIX標準，以GNU通用公共許可證發布。從技術上說Linux只是一個內核。“內核”指的是一個提供硬件抽象層、磁盤及文件控制、多任務等功能的系統軟件。

所以首先我們都知道,Linux內核如果用O0編譯，是無法編譯過的，Linux的內核編譯，要么是O2，要么是Os，這點從Linux的Makefile里面可以看出：

當選擇了

CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE

它會是Os，否則就是O2。

其實O2和Os，都是一些優化選項的集合：

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化，后者傾向于基于size更小的優化。對比二者的開關選項：

meld /tmp/O2-opts /tmp/Os-opts

發現差異小的可憐：

O2和Os都使能了inline small函數和called once的函數，但是O2里面-finline-functions是關閉的,而Os里面是開的。O2里面optimize-strlen是開的，Os里面這個選項是關閉的。相關選項的含義可以通過"man gcc"看出（有問題，找男人），譬如man gcc后檢索inline-functions：

從O0到O1，O2，O3，是一個開啟的優化選項逐步加大的過程：

kernel用O0編譯不過，是因為kernel本身也沒有想用O0能夠編譯過，它的設計里面包含了編譯會優化的假想。下面我們用一個簡單的例子來說明。

02、一個簡單的例子

下面的代碼：

O0編譯會報如下錯，說f()函數沒有定義：

$ 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，則沒有問題：

$ gcc -O2 cc.c

原因在于，O2編譯，它意識到a==1，所以if(a>2)，它不會成立，所以f()沒有定義也沒有關系。

把代碼稍微改一下后：

O2這個時候也不行了：

$ 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，通過這個例子，大家可以看出來為什么同樣的代碼，用O2就可以過，用O0就過不了。內核里面有許多類似設想編譯器會進行優化的代碼。

3.我們不想inline了

由于編譯的優化，有些函數(比如小函數和全工程里面只被一個人調用的函數)雖然沒有顯示地寫成inline，但是編譯器優化為inline了，這給調試造成了一些麻煩，因為找不到這個函數對應的symbol了。

這個時候，我們可以顯示地寫明某些函數我們不想inline:

否則，上面2個函數，即便你代碼里面沒有寫inline，由于O2和Os使能了相關的inline選項，也可能被編譯器自動inline掉，如果我們想拒絕inline，可以通過noline來標識。

4.我不想被優化

在全局已經使能O1， O2， O3， Os的情況下，某個單獨的函數我們不想做任何的優化，可以用__attribute__((optimize("O0")))來修飾這個函數，比如我們把上述用O2可以編譯過的代碼進行如下修改：

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. 總結的話

下面給幾條實踐指南：

1. 盡量不要嘗試用O0去編譯內核，這不符合真實的工程實踐，也不太被主流Linux社區所支持；內核依賴O2/Os去做較多的優化；

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

3. 如果在全局優化的情況下，想針對某個局部避免優化，可以嘗試用noinline，__attribute__((optimize("O0")))等進行外科手術式地調整。

以上是“Linux編譯優化必須掌握的知識點有哪些”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！