Viusal C++.NET 2003 的优化代码

Viusal C++的优化代码

Mark LaceyMicrosoft CorporationApril 2003翻译：cnss 概要：这篇文章介绍了Visual C++.NET 2003中的代码优化。另外，有些读者可能对VC.NET 2002的优化不太了解，所以我们会简短介绍一下全程优化(Whole Program Optimization)。最后我们用一些例子充分表现一下VC.NET的优化性能，并对其讨论。 本文适用于：Visual C++ .NET 2003 ------------------------------------------------------------------- 前言 人们在使用一个新的编程工具时总会感到缺乏自信，本文试图让你对VC的代码优化有更直观的感觉，希望你能通过阅读本文从VC中"得到"更多的东西。

Visual C++ .NET 2003

VC.NET 2003不仅带来了两个新的优化选项，它还改进了VC.NET 2002中一些优化的性能。 第一个新增选项是"/G7"，它告诉编译器对Intel Pentium 4和AMD Athlon处理器进行优化。 使用"/G7"选项编译的程序，当我们和VC.NET 2002生成的代码比较时发现，它通常能使典型的程序的运行速度提高5到10个百分点，如果使用了大量浮点代码甚至能提高10到15个百分点。而提高的优化程度可能很高也可能较低，在一些使用最新CPU和"/G7"选项的测试中，甚至提高了20%的性能。 使用"/G7"选项不代表生成的代码只能运行在Intel Pentium 4和AMD Athlon处理器上。这些代码仍可以运行在老的CPU上，只是在性能表现上可能有"小小的惩罚"。另外，我们观察到一些程序使用"/G7"后在AMD Athlon上运行的比用Intel Pentium 4更慢。 当没使用"/Gx"选项时，编译器会默认使用"/GB"选项，此时为"blended"优化模式。在VC.NET 2002和VC.NET 2003中，"/GB"代表"/G6"，即为Intel Pentium Pro， Pentium II， Pentium III处理器优化。 这儿有一个例子，它展示了做与常整数乘法时使用Pentium 4和"/G7"的优化效果，下面是源代码： int i;…// Do something that assigns a value to i.…return i*15; 当使用"/G6"时，生成了目标代码：mov eax, DWORD PTR _i$[esp-4]imul eax, 15 当使用"/G7"时，生成了更快(可惜更长)的代码，它没用imul(乘)指令，在Pentium 4上执行只需要14个周期。目标代码如下：mov ecx, DWORD PTR _i$[esp-4]mov eax, ecxshl eax, 4sub eax, ecx 第二个优化选项是"/arch:[argument]"，用它可对SSE或SSE2优化，生成使用Streaming SIMD Extensions (SSE) 和 Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) 指令集的程序。当使用"/arch:SSE"选项时，目标代码只能运行在支持SSE指令(如：CMOV， FCOMI， FCOMIP， FUCOMI， FUCOMIP)的CPU上。当使用"/arch:SSE2"选项时，目标代码只能运行在支持SSE2指令集的CPU上。 相比于"/G7"，使用了SSE或SSE2优化的程序，一般能减少2-3%的运行时间，个别测试中甚至能减少5%的运行时间。 使用"/arch:SSE"可得到以下效果： 1。在使用单精度浮点数时，使用SSE指令对其处理。 2。使用CMOV指令，它最早被Pentium Pro支持。 3。使用FCOMI， FCOMIP， FUCOMI， FUCOMIP指令，它们也是最早被Pentium Pro支持的。 使用"/arch:SSE2"的话，可以得到所有"/arch:SSE"选项的效果，另外还有以下几个效果： 1。在使用双精度浮点数时，使用SSE2指令对其处理。 2。使SSE2指令集做64位切换。(原文：Making use of SSE2 instructions for 64-bit shifts) 还有其它的好处，在同时使用"/arch:SSE"或"/arch:SSE2” 和 "/GL"(全程优化)选项选项时，编译器会对浮点参数和浮点返回值做函数调用规则优化。 上面说的几点优化特性已经包括于VC.NET 2003里了。另外还有一点就是能消除"死参数"--从没被用过的参数。比如：intf1(int i, int j, int k){ return i + k;} intmain(){ int n = a+b+c+d; m = f1(3, n, 4); return 0;}在函数f1()中，第二个参数从没被使用过。当我们用"/GL"(全程优化)选项时，编译器将产生如下目标代码来调用f1()：mov eax, 4mov ecx, 3call ?f1@@YAHHHH@Zmov DWORD PTR ?m@@3HA, eax 在这个例子里，变量"n"从没被运算，只有两个参数被f1()使用，所以只传递那两个参数(并且它们是从寄存器传过去的，这比使用栈传更快)。另外，编译这个例子时要禁止内联(inlining)，否则函数f1()就不存在了，而直接给m赋予值7。

Visual C++ .NET 2002

VC.NET 2002引入了全程优化(Whole Program Optimization，缩写为WPO)的概念，"/GL"选项代表使用全程优化。全程优化意味着：编译器在.obj文件中存放的是代码的中间表达而不是目标代码，在连接时连接器对其优化处理并生成真正的目标代码。 全程优化的一个主要好处在于我们可以跨越源文件进行函数内联，这将大大提高程序的性能。还有一个好处在于编译器可以跟踪内存和寄存器的使用，以便优化使函数调用的开销更小。 下面的代表展示了全程优化的表现：// File 1extern void func (int *, int *); int g, h; intmain(){ int i = 0; int j = 1; g = 5; h = 6; func(&I, &j); g = g + i; h = h + i; return 0;} // File 2 extern int g;extern int h; voidfunc(int *pi, int *pj){ *pj = g; h = *pi;}当不使用"/GL"选项时，生成了如下代码：sub esp, 8lea eax, DWORD PTR _j$[esp+8]push eaxlea ecx, DWORD PTR _i$[esp+12]push ecxmov DWORD PTR _i$[esp+16], 0mov DWORD PTR _j$[esp+16], 1mov DWORD PTR ?g@@3HA, 5mov DWORD PTR ?h@@3HA, 6call ?func@@YAXPAH0@Zmov eax, DWORD PTR _i$[esp+16]