GCC x86性能提示(2012年)

人们说，与其他专有编译器相比，GCC(GNU编译器集合)不能生成有效的代码。这是神话还是现实？我们会试着弄清楚GCC到底是怎么回事。那么，GCC编译器如何才能产生更有效的代码呢？我们将介绍一些用于x86Linux平台"；C"；、"；C++&34；和"；FORTRAN&34；编译的可选提示，帮助您从GCC那里获得更高的性能。对于那些需要更高性能，但由于各种原因不使用专有编译器的客户和开发人员来说，它应该很有用。

(1)默认GCC优化级别设置为"；-O0"；。GCC手册中没有任何优化选项，编译器的目标是降低编译成本，使调试产生预期的结果。该默认行为提供的性能非常低，并且不建议在发布编译时仅使用"；GCC命令。GCC不识别体系结构，除非您添加"；-march=原生选项。默认情况下，GCC传递在其配置中设置的选项。我们来看看GCC是如何配置的：

这意味着GCC将在命令行选项中添加"；-march=corei7&34；。大多数用于x86的GCC编译器(默认在64位LINUX中)在命令行选项中添加："；-mtune=GENERIC-MARCH=x86-64"；按照相应的配置。您始终可以通过运行以下命令来检查GCC驱动程序传递的选项和内部选项：

此命令将在没有任何特定架构优化的情况下构建"；test.c"；，并且可能导致严重的性能损失(与专门调优的代码相比)。减少(或关闭)矢量化和低效的代码调度是性能损失的最常见原因。要获得更高的性能，您应该使用以下命令：

定义您的体系结构很重要！唯一的例外是，当链接的程序几乎所有执行时间都花在GLIBC函数上时，因为大多数函数在运行时确定当前体系结构函数的最佳代码。请注意，一些常用的静态GLIBC函数没有体系结构专门化。如果您想要更快的GLIBC，动态链接更好。

(2)默认情况下，大多数32位模式的GCC x86编译器使用x87浮点模型，因为没有配置"；mfpath=sse"；。仅当GCC配置为--with-mfpath=sse&34；时：

默认使用SSE浮点模型。在其他情况下，您应该指定"；-mfpath=sse"；以提高浮点性能。此频繁使用的命令可能会导致浮点代码性能显著下降：

在32位模式下，添加"；-mfpath=sse"；非常重要！唯一的例外是当您的编译器被配置"；--with-mfpath=sse"；时。

使用32位模式来减少内存使用，从而减少内存访问时间(因为缓存中可以找到更多的数据)。因此，在64位模式下，可用寄存器的数量从6个增加到14个，从8个增加到16个XMM。另外，默认情况下，所有64位x86架构都有SSE2扩展(因此您不需要添加"；-mfpath=sse"；)。建议HPC应用使用64位，手机和平板电脑应用使用32位。

GCC编译器提供了大量的试用机会，以实现更高的性能。下面，我们提供了一个汇总表，其中包含对英特尔®凌动™和第二代英特尔®酷睿™i7处理器的建议和预测，并根据GCC 4.7中的结果，将其与仅使用"；-O2&34；选项进行比较，假设GCC配置为x86-64通用处理器。

平板电脑和手机中常用应用程序相对于"；-O2&34；的性能提升预测(仅在32位模式下，因为手机和平板电脑上的应用程序很常见)：

64位到32位模式在HPC应用程序中的优势为"；-O2-mfpath=sse"；约为5%请注意，本文中的所有数字都是根据特定基准集进行预测的结果。

以下是所用选项的简短摘要列表。您可以在http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.1/gcc/Optimize-Options.html"；上找到完整的选项列表和说明。

"；-Ofast"；与"；-O3-ffast-MATH"；相同启用算术计算的高级优化和积极优化(如浮点重新关联)。

"；-mfpath=sse"；启用浮点指令中的XMM寄存器(而不是x87模式下的堆栈)