高效的C編程之：C編譯器及其優(yōu)化

3．指令重排

當(dāng)指定編譯器對(duì)程序代碼進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，編譯器會(huì)對(duì)程序中排列不合理的匯編指令序列進(jìn)行重排（只有在-O1及其以上的優(yōu)化級(jí)別中才有），重排的目的是為了減少指令互鎖（interload）。所謂互鎖就是指如果一條指令需要前一條指令的執(zhí)行結(jié)果，而這時(shí)結(jié)果還沒有出來(lái)，那么處理器就會(huì)等待。這被稱為流水線冒險(xiǎn)（pipelinehazard），也被稱為流水線互鎖。

下面例子顯示了對(duì)同一程序使用代碼重排和不使用代碼重排所產(chǎn)生的匯編碼的區(qū)別。÷

程序的源代碼如下所示。

intf(int*p,intx)

{return*p+x*3;}

使用-O0選項(xiàng)對(duì)代碼進(jìn)行編譯（無(wú)代碼重排），產(chǎn)生的結(jié)果如下所示。

ADDr1,r1,r1,LSL#1

LDRr0,[r0,#0]

ADDr0,r0,r1 ;ARM9上產(chǎn)生互鎖

MOVpc,lr

使用-O1選項(xiàng)對(duì)代碼進(jìn)行編譯（存在代碼重排），產(chǎn)生的結(jié)果如下所示。

ADDr1,r1,r1,LSL#1

ADDr0,r0,r1

MOVpc,lr

指令重排發(fā)生在寄存器定位和代碼產(chǎn)生階段。代碼重排只對(duì)ARM9及其以后的處理器版本產(chǎn)生作用。當(dāng)使用代碼重排時(shí)，代碼的執(zhí)行速度平均提供4％?？梢允褂?zpno_optimize_
scheduling編譯選項(xiàng)關(guān)閉代碼重排。

4．內(nèi)嵌函數(shù)

通常情況下，如果不指定編譯選項(xiàng)，編譯器會(huì)將一些代碼量小且調(diào)用次數(shù)少的函數(shù)內(nèi)嵌進(jìn)調(diào)用函數(shù)中。如果某段子程序在其他模塊中沒有被調(diào)用，請(qǐng)使用Static關(guān)鍵字將其標(biāo)識(shí)。

編譯選項(xiàng)的--autoinline和--no_autoinline可以作為內(nèi)嵌函數(shù)的使能開關(guān)。--no_autoinline選項(xiàng)為-O0和-O1選項(xiàng)的默認(rèn)選項(xiàng)，但如果指定-O2或-O3的優(yōu)化選項(xiàng)，編譯器將默認(rèn)使用--autoinline選項(xiàng)。

有關(guān)內(nèi)嵌函數(shù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見本書內(nèi)嵌函數(shù)一節(jié)。

下面的例子顯示了同一段程序，使用內(nèi)嵌功能和不使用內(nèi)嵌功能編譯出的不同結(jié)果。

要編譯的源文件如下。

intbar(inta)

{

a=a+5;

returna;

}

intfoo(inti)

{

i=bar(i);

i=i-2;

i=bar(i);

i++;

returni;

}

下面的匯編程序?yàn)椴皇褂脙?nèi)嵌功能時(shí)編譯出的結(jié)果。

bar

ADDr0,r0,#5

MOVpc,lr

foo

STRlr,[sp,#-4]!

BLbar

SUBr0,r0,#2

BLbar

ADDr0,r0,#1

LDRpc,[sp],#4

下面的匯編碼是使用內(nèi)嵌功能時(shí)編譯出的結(jié)果。

foo

ADDr0,r0,#5

SUBr0,r0,#2

ADDr0,r0,#5

ADDr0,r0,#1

MOVpc,lr

從上面的例子可以看出在使用內(nèi)嵌功能時(shí)，函數(shù)間的相互調(diào)用減少了數(shù)據(jù)的壓棧和出棧，節(jié)省了程序的執(zhí)行時(shí)間，但如果內(nèi)嵌函數(shù)被調(diào)用多次會(huì)造成空間的浪費(fèi)。