GCC編譯優化選項

一 GCC編譯器優化選項介紹：

GCC編譯器在目前是不是用最多的編譯器也相去不遠，尤其在嵌入式領域很多編譯器都是基于GCC的cross gcc版本。畢竟功能成熟而且有開放的源代碼。

這裡隻介紹優化編譯的參數：

-O用來開啟優化編譯選項。

-O0：預設模式，不做任何優化。

-O1：優化。該模式下對于一個大的函數或功能會花費更多的時間和記憶體。在-O1下：編譯會嘗試減少代碼體積和代碼運作時間。但是并不執行會花費大量時間的優化操作。

在該模式下将打開一下優化選項：

-fdefer-pop

-fdelayed-branch

-fguess-branch-probability

-fcprop-registers

-floop-optimize

-fif-conversion

-fif-conversion2

-ftree-ccp

-ftree-dce

-ftree-dominator-opts

-ftree-dse

-ftree-ter

-ftree-lrs

-ftree-sra

-ftree-copyrename

-ftree-fre

-ftree-ch

-funit-at-a-time

-fmerge-constants

該模式下在不影響調試的狀況下還會打開‘-fomit-frame-pointer優化項。

同時該模式不會為Ada編譯器打開‘-ftree-sra’優化項，如需要則請使用指令參數輸入‘-ftree-sra’進行優化。

-O2:進一步優化.GCC執行幾乎所有支援的操作但不包括空間和速度之間權衡的優化。-O2優化等級下，并不執行循環展開和函數“内聯”【注1】優化操作。與-O1比較該優化-O2将會花費更多的編譯時間當然也會生成性能更好的代碼。-O2除了打開-O1的所有優化參數外還打開以下優化選項：

-fthread-jumps

-fcrossjumping

-foptimize-sibling-calls

-fcse-follow-jumps -fcse-skip-blocks

-fgcse -fgcse-lm

-fexpensive-optimizations

-fstrength-reduce

-frerun-cse-after-loop -frerun-loop-o

-fcaller-saves

-fpeephole2

-fschedule-insns -fschedule-insns2

-fsched-interblock -fsched-spec

-fregmove

-fstrict-aliasing

-fdelete-null-pointer-checks

-freorder-blocks -freorder-functions

-falign-functions -falign-jumps

-falign-loops -falign-labels

-ftree-vrp

-ftree-pre

還要注意-fgcse下關于請求-O2優化等級的用于計算goto的程式。

-O3：更進一步優化。-O3打開-O2指定的所有優化操作并且打開：

-finline-functions

-funswitch-loops

-fgcse-after-reload

-Os：針對程式空間大小優化（多用于嵌入式系統）。-Os使能-O2中除去會增加程式空間的所有優化參數。同時-Os還會執行更加優化程式空間的選項。

-Os會關閉以下優化選項：

-falign-functions

-falign-jumps

-falign-loops

-falign-labels

-freorder-blocks

-freorder-blocks-and-partition

-fprefetch-loop-arrays

-ftree-vect-loop-version 

關于GCC編譯的優化選項一共有-O0（預設），-O1，-O2，-O3及-Os五個參數。各個參數優選内容如上所示。但是各個優化内容到底是指什麼？繼續分析。

二 優化具體參數含義。（共計49項）

-fdefer-pop

    推遲推出函數調用的參數，對于那些需要在函數調用後必須取出（pop）函數參數的機器而言，打開該項編譯器将把函數調用的參數壓入棧，等必要時幾個函數調用參數一起取出（pop）。這将節省處理時間。

-fdelayed-branch

    如果對目标機支援這個功能,它試圖重新排列指令,以便利用延遲分支(delayed branch)指令後面的指令空隙.

-fguess-branch-probability

    使用啟發式算法預測分之指令，增加指令的命中率，提升運作效果。

-fcprop-registers

    使用寄存器之間copy-propagation傳值;因為在函數中把寄存器配置設定給變量, 是以編譯器執行第二次檢查以便減少排程依賴性(兩個段要求使用相同的寄存器)并且删除不必要的寄存器複制操作

-floop-optimize

    通過優化如何生成彙編語言中的循環， 編譯器可以在很大程式上提高應用程式的性能。 通常, 程式由很多大型且複雜的循環構成。 通過删除在循環内沒有改變值的變量指派操作, 可以減少循環内執行指令的數量, 在很大程度上提高性能。 此外優化那些确定何時離開循環的條件分支， 以便減少分支的影響。

-fif-conversion  

    if-then語句應該是應用程式中僅次于循環的最消耗時間的部分。簡單的if-then語句可能在最終的彙編語言代碼中産生衆多的條件分支。 通過減少或者删除條件分支, 以及使用條件傳送 設定标志和使用運算技巧來替換他們, 編譯器可以減少if-then語句中花費的時間量。

-fif-conversion2  

    這種技術結合更加進階的數學特性， 減少實作if-then語句所需的條件分支。

-ftree-ccp

    Perform sparse conditional constant propagation (CCP) on trees. This pass only operates on local scalar variables and is enabled by default at ‘-O’  and

higher.

-ftree-dce

    編譯器将消除無用的不會被執行的代碼（dead code）

-ftree-dominator-opts

    Perform a variety of simple scalar cleanups (constant/copy propagation, redun-dancy elimination, range propagation and expression simplification) based on a dominator tree traversal. This also performs jump threading (to reduce jumps to jumps). This flag is enabled by default at ‘-O’ and higher.

-ftree-dse 

-ftree-ter

    Perform temporary expression replacement during the SSA->normal phase. Sin-gle use/single def temporaries are replaced at their use location with their defin-ing expression. This results in non-GIMPLE code, but gives the expanders much more complex trees to work on resulting in better RTL generation. This is enabled by default at ‘-O’ and higher.

-ftree-lrs

    Perform live range splitting during the SSA->normal phase. Distinct live ranges of a variable are split into unique variables, allowing for better optimization later. This is enabled by default at ‘-O’ and higher.

-ftree-sra 

-ftree-copyrename

-ftree-fre

-ftree-ch

-funit-at-a-time

-fmerge-constants

-fthread-jumps

-fcrossjumping

-foptimize-sibling-calls

-fcse-follow-jumps

-fcse-skip-blocks

-fgcse -fgcse-lm

-fexpensive-optimizations

-fstrength-reduce

-frerun-cse-after-loop

-frerun-loop-o

-fcaller-saves

-fpeephole2

-fschedule-insns

-fschedule-insns2

-fsched-interblock

-fsched-spec

-fregmove

-fstrict-aliasing

-fdelete-null-pointer-checks

-freorder-blocks

-freorder-functions

-falign-functions

-falign-jumps

-falign-loops

-falign-labels

-ftree-vrp

-ftree-pre

-finline-functions

    允許編譯器選擇某些簡單的函數在其被調用處展開，比較安全的選項，特别是在CPU二級緩存較大時建議使用。

-funswitch-loops 

-fgcse-after-reload