GCC编译优化指南
前言
网上关于编译优化的文章很多,但大多零零散散,不成体系,本文试图给出一个完整和清晰的优化思路,同时提供在实践中如何进行优化的详尽参考。但是,在介绍所有优化知识之前首先引用LFS-Book中的一句忠告:“使用编译器优化得到的小幅度性能提升,与它带来的风险相比微不足道”。你还要进行优化吗?
OK, crazy guy! Let's Go!!
在继续之前,作者还是奉劝各位:如果追求极致的优化,那么它将是一件既耗时又麻烦的事情,你会陷入无止尽的测试、测试、再测试……另外 Gentoo wiki 上有这么一句话:"GCC has well over a hundred individual optimization flags and it would be insane to try and describe them all."所以本文不会涉及全部GCC优化选项。最后作者还是再罗唆一句:优化应当适可而止为好,将精力留出来做一些其它事情会更有意义!
先决条件
本文的主要读者是 LFS/Gentoo 的玩家,基本上比较 crazy 的玩家都接触过,如果你之前从未使用过 LFS/Gentoo ,请先按照《Linux From Scratch 6.2 中文版》做一遍 LFS ,然后再来阅读此文将会更有意义。另外,本文是建立在《深入理解软件包的配置、编译与安装》一文基础之上的,在开始阅读本文之前,请先阅读它。
基本原理
我们首先从三个方面来看与优化相关的内容:
从运行时的依赖关系来看,对性能有较大影响的组件有 kernel 和 glibc ,虽然这严格说来这不属于本文的话题,但是经过精心选择、精心配置、精心编译的内核与C库将对提高系统的运行速度起着基础性的作用。
从被编译的软件包来看,每个软件包的 configure 脚本都提供了许多配置选项,其中有许多选项是与性能息息相关的。比如,对于 Apache-2.2.6 而言,你可以使用 --enable-MODULE=static 将模块静态编译进核心,使用 --disable-MODULE 禁用不需要的模块,使用 --with-mpm=MPM 选择一个高效的多路处理模块,在不需要IPv6的情况下使用 --disable-ipv6 禁用IPv6支持,在不使用线程化的MPM时使用 --disable-threads 禁用线程支持,等等……这部分内容显然不可能在本文中进行完整的讲述,本文只能讲述与优化相关的通用选项。针对特定的软件包,请在编译前使用 configure --help 查看所有选项,并精心选择。
从编译过程自身来看,将源代码编译为二进制文件是在 Makefile 文件的指导下,由 make 程序调用一条条编译命令完成的。而将源代码编译为二进制文件又需要经过以下四个步骤:预处理(cpp) → 编译(gcc或g++) → 汇编(as) → 连接(ld) ;括号中表示每个阶段所使用的程序,它们分别属于 GCC 和 Binutils 软件包。显然的,优化应当从编译工具自身的选择以及控制编译工具的行为入手。
大体上编译优化就这"三板斧"(其实是"三脚猫")了,本文接下来的内容将讨论这只猫的后两只脚。