如何告诉GCC/Clang优化器生成特定的操作序列

Question

我有一个循环需要按特定顺序执行操作序列。我在这里所做的是多次手动展开循环：

loop
{
    delta = get_delta();
    sum1 += delta;
    sum2 += delta;
    sum3 += delta;

    delta = get_delta();
    sum1 += delta;
    sum2 += delta;
    sum3 += delta;
}

查看生成的汇编代码，有时编译器会将此循环优化为如下所示：

loop
{
    delta1 = get_delta();
    delta2 = get_delta();
    delta_sum = delta1 + delta2;

    sum1 += delta_sum;
    sum2 += delta_sum;
    sum3 += delta_sum;
}

我不希望这种情况发生，因为该行为并不完全复制循环展开。我一直在通过

__asm__

关键字研究内联汇编提示，但无法完全使其可靠地工作。我也不想使用

volatile

变量，因为这会导致从内存加载，而不是使用寄存器。在构建时将优化标志更改为

-O0

或

-O1

并不理想，因为这不能保证始终在不同的编译器版本等下产生一致的结果。

有谁知道我可以使用

__asm__

或类似的技巧，以便我可以完全按照源代码中编写的顺序展开循环，而不必编写汇编代码？

Answer 1

在尝试了各种

__asm__ volatile ()

语句和不同的编译器优化选项之后，很明显循环展开（无论是自动还是手动）都会产生太多副作用。编译器执行各种代码优化和消除，从而产生非常不同的代码结构。

为了通过定时循环获得一致的结果，应执行以下操作：

1. 使用

   _Pragma ("GCC unroll 1")

   和

   -fno-unroll-loops

   完全禁用特定翻译单元的循环展开。

2. 增加循环内的指令数量，以减少循环开销，从而使大量循环迭代的测量结果出现偏差。

3. 不要使用

   -O0

   或类似的，这太粗糙了并且会禁用许多其他有用的优化。