एक्स 86 जीसीसी के लिए इष्टतम विकल्प

यह व्यापक रूप से माना जाता है कि जीसीसी प्रदर्शन में अन्य संकलकों से पीछे है। इस लेख में, हम यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कि स्वीकार्य प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए बुनियादी जीसीसी संकलक अनुकूलन का क्या उपयोग किया जाना चाहिए।

जीसीसी में डिफ़ॉल्ट विकल्प क्या हैं?

(1) डिफ़ॉल्ट रूप से, GCC अनुकूलन स्तर "-O0" का उपयोग करता है। यह स्पष्ट रूप से प्रदर्शन के मामले में इष्टतम नहीं है और अंतिम उत्पाद को संकलित करने के लिए अनुशंसित नहीं है।
जीसीसी उस आर्किटेक्चर को मान्यता नहीं देता है जिस पर संकलन "मोर्च = देशी" पास होने तक चलाया जाता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, जीसीसी अपने कॉन्फ़िगरेशन के दौरान निर्दिष्ट विकल्प का उपयोग करता है। जीसीसी के विन्यास का पता लगाने के लिए, बस चलाएं:

जीसीसी -v "के साथ कॉन्फ़िगर किया गया: [पथ] / कॉन्फ़िगर ... - साथ-आर्क = corei7 --with-cpu = corei7 ..."

इसका मतलब है कि जीसीसी आपके विकल्पों में "-मरच = कोरी 7" जोड़ देगा (जब तक कि एक अलग वास्तुकला निर्दिष्ट नहीं किया जाता है)।
X86 के लिए अधिकांश GCC कंपाइलर (64-बिट लिनक्स के लिए बुनियादी) जोड़ते हैं: दिए गए विकल्पों में "-mtune = generic -march = x86-64", क्योंकि कॉन्फ़िगरेशन में आर्किटेक्चर को परिभाषित करने वाले विकल्पों को निर्दिष्ट नहीं किया गया था। आप हमेशा उन सभी विकल्पों का पता लगा सकते हैं जो जीसीसी शुरू करते समय पारित किए जाते हैं, साथ ही कमांड के उपयोग से इसके आंतरिक विकल्प भी:

इको "int main {वापसी 0;}" gcc [विकल्प] -xc -v -Q -

संक्षेप में, अक्सर उपयोग किया जाता है:

gcc -O2 test.c

बिना किसी विशिष्ट वास्तु अनुकूलन के “test.c” का निर्माण करेगा। यह प्रदर्शन में एक महत्वपूर्ण गिरावट (अपेक्षाकृत वास्तुशिल्प रूप से अनुकूलित कोड) हो सकता है। जब तक आप निर्दिष्ट या गलत आर्किटेक्चर निर्दिष्ट नहीं करते हैं, तब तक अक्षम या सीमित वैश्वीकरण और उप-कोड योजना प्रदर्शन प्रदर्शन में गिरावट के सबसे सामान्य कारण हैं।
वर्तमान वास्तुकला को इंगित करने के लिए, आपको इस तरह संकलन करने की आवश्यकता है:

gcc -O2 test.cmarch = देशी

उपयोग की गई वास्तुकला को निर्दिष्ट करना प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है। एकमात्र अपवाद उन कार्यक्रमों पर विचार किया जा सकता है जहां पुस्तकालय कार्यों की कॉल लगभग सभी लॉन्च समय लेती है। GLIBC रनटाइम में दिए गए आर्किटेक्चर के लिए सबसे अच्छा फंक्शन चुन सकता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि स्थैतिक लिंकिंग के साथ, कुछ GLIBC फ़ंक्शन में विभिन्न आर्किटेक्चर के लिए संस्करण नहीं हैं। यही है, अगर GLIBC फ़ंक्शन की गति महत्वपूर्ण है, तो डायनामिक असेंबली बेहतर है। ।
(2) डिफ़ॉल्ट रूप से, 32-बिट मोड में x86 के लिए अधिकांश GCC कंपाइलर x87 फ्लोटिंग-पॉइंट मॉडल का उपयोग करते हैं, क्योंकि वे "-mfpmath = sse" के बिना कॉन्फ़िगर किए गए थे। यदि केवल GCC विन्यास में "--wf-mfpmath = sse" शामिल है:

जीसीसी -v "के साथ कॉन्फ़िगर किया गया: [पथ] / कॉन्फ़िगर ... - साथ- mfpmath = sse ..."

कंपाइलर डिफ़ॉल्ट SSE मॉडल का उपयोग करेगा। अन्य सभी मामलों में, 32 बिट मोड में असेंबली में "-mfpmath = sse" विकल्प को जोड़ना बेहतर है।
तो, अक्सर इस्तेमाल किया:

gcc -O2 -m32 test.c

वास्तविक अंकगणित के साथ कोड में महत्वपूर्ण प्रदर्शन हानि हो सकती है। इसलिए, सही विकल्प:

gcc -O2 -m32 test.c -mfpmath = sse

32 बिट मोड में विकल्प "-mfpmath = sse" जोड़ना महत्वपूर्ण है! एक अपवाद संकलक है, जिसके विन्यास में "--wf-mfpmath = sse" है।

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32 बिट मोड या 64 बिट?

32-बिट मोड का उपयोग आमतौर पर उपयोग की जाने वाली मेमोरी की मात्रा को कम करने के लिए किया जाता है और इसके साथ काम में तेजी लाने के परिणामस्वरूप (अधिक डेटा कैश में रखा गया है)।
64-बिट मोड में (32-बिट की तुलना में), उपलब्ध सामान्य रजिस्टरों की संख्या 6 से 14 तक बढ़ जाती है, एक्सएमएम 8 से 16 तक रजिस्टर होती है। इसके अलावा, सभी 64-बिट आर्किटेक्चर SSE2 एक्सटेंशन का समर्थन करते हैं, इसलिए 64-बिट मोड में "-mfpmath" विकल्प जोड़ने की आवश्यकता नहीं है। = sse ”।
मतगणना कार्यों के लिए 64 बिट मोड, और मोबाइल एप्लिकेशन के लिए 32 बिट मोड का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

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अधिकतम प्रदर्शन कैसे प्राप्त करें?

अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए विकल्पों का कोई विशिष्ट सेट नहीं है, लेकिन जीसीसी में कई विकल्प हैं जिन्हें आपको उपयोग करने का प्रयास करना चाहिए। नीचे इंटेल एटम और दूसरी पीढ़ी के इंटेल कोर i7 प्रोसेसर के लिए "-O2" विकल्प के सापेक्ष अनुशंसित विकल्प और विकास पूर्वानुमान के साथ एक तालिका है। पूर्वानुमान जीसीसी संस्करण 4.7 द्वारा संकलित कार्यों के एक विशिष्ट सेट के परिणामों के ज्यामितीय माध्य पर आधारित हैं। यह भी माना जाता है कि संकलक x86-64 जेनेरिक के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था।
"-O2" के सापेक्ष मोबाइल एप्लिकेशन पर उत्पादकता में वृद्धि का पूर्वानुमान (केवल 32 बिट मोड में, क्योंकि यह मोबाइल सेगमेंट के लिए मुख्य है):

-m32 -mfpmath = sse	~ 5%
-m32 -mfpmath = sse -Ofast -flto	~ 36%
-m32 -mfpmath = sse -Ofast -flto -march = मूल	~ 40%
-m32 -mfpmath = sse -Ofast -flto -march = देशी -फुनरोल-लूप्स	~ 43%

"-O2" (32 बिट मोड में) के सापेक्ष कम्प्यूटेशनल कार्यों पर प्रदर्शन में वृद्धि की भविष्यवाणी:

-m32 -mfpmath = sse	~ 4%
-m32 -mfpmath = sse -Ofast -flto	~ 21%
-m32 -mfpmath = sse -Ofast -flto -march = मूल	~ 25%
-m32 -mfpmath = sse -Ofast -flto -march = देशी -फुनरोल-लूप्स	~ 24%

"-O2" (64 बिट मोड में) के सापेक्ष कम्प्यूटेशनल कार्यों में प्रदर्शन में वृद्धि की भविष्यवाणी:

-m64 -फास्ट -फ्लो	~ 17%
-एम ६४ -ओएफ़टी -फ्लैटो -मर्च = देशी	~ 21%
-m64 -ऑफ़्टो -फ्लैटो -मर्च = देशी -फुनरोल-लूप्स	~ 22%

“-O2 -mfpmath = sse” विकल्पों के साथ कंप्यूटिंग कार्यों के लिए 32-बिट मोड पर 64-बिट मोड का लाभ लगभग ~ 5% है
लेख के सभी डेटा एक विशिष्ट मानक मानदंड के परिणामों के आधार पर पूर्वानुमान है।
निम्नलिखित लेख में उपयोग किए गए विकल्पों का विवरण है। पूरा विवरण (अंग्रेजी में): http://gcc.gnu.org/onbuildocs/gcc-4.7.1/gcc/Optimize-Options.html "

• "-Ofast" जैसे "-O3 -फास्ट-गणित" में उच्च स्तर के अनुकूलन और अंकगणितीय गणनाओं के लिए अधिक आक्रामक अनुकूलन शामिल हैं (उदाहरण के लिए, वास्तविक पुनर्मूल्यांकन)
• "-फ्लैटो" इंटरमॉडल ऑप्टिमाइज़ेशन
• "-m32" 32 बिट मोड
• "-mfpmath = sse" वास्तविक अंकगणित (x87 मोड में वास्तविक स्टैक के बजाय) में एक्सएमएम रजिस्टरों के उपयोग को सक्षम करता है
• "-फुनरोल-लूप्स" लूप तैनाती को सक्षम करता है