Optymalizacja kodu wynikowego
Optymalizacja kodu wynikowego to proces realizowany przez kompilatory lub interpretery, który ma na celu zwiększenie wydajności programu, zachowując jego funkcjonalność. Działania te są podejmowane na wewnętrznej reprezentacji kodu, a nie na poziomie kodu źródłowego. Optymalizacja składa się z wielu kroków, które można wielokrotnie stosować w różnych fazach kompilacji.
Choć optymalizacja poprawia wydajność, może także utrudniać debugowanie, ponieważ powoduje zmiany w relacji między kodem źródłowym a kodem wykonywalnym. Przykładowo, niektóre techniki, takie jak pominięcie wskaźników ramek, mogą utrudniać działanie debugerów, ale jednocześnie pozwalają na oszczędność rejestrów procesora.
Metody optymalizacji kodu
Optymalizacje dzielą się na dwie główne grupy:
- Optymalizacje niezależne od maszyny:
- Wyliczanie wartości stałych
- Propagacja stałych
- Upraszczanie wyrażeń
- Eliminacja zbędnych wyrażeń
- Łączenie instrukcji
- Wstawienie treści funkcji w miejscu wywołania
- Eliminacja nieosiągalnego kodu
- Optymalizacje specyficzne dla maszyny:
- Zmniejszanie kosztu operacji
- Optymalizacja przez dziurkę od klucza
- Rozwijanie pętli
- Wektoryzacja
Optymalizacje w GCC
Kompilator GCC wykonuje optymalizację w dwóch etapach: najpierw niezależną od architektury, a następnie specyficzną dla konkretnego procesora. Użytkownicy mogą wybierać poziomy optymalizacji, takie jak:
- -O: podstawowa optymalizacja
- -O2: wszystkie bezpieczne optymalizacje
- -O3: najwyższy poziom optymalizacji, ale może zwiększyć objętość kodu
- -Os: minimalizacja rozmiaru pliku wykonywalnego
- -Og: optymalizacje przyspieszające działanie programu bez znacznego spowolnienia kompilacji
Warto zauważyć, że najwyższy poziom optymalizacji (-O3) nie zawsze wpływa na szybsze działanie programu, ponieważ może prowadzić do większego kodu, który trudniej zmieścić w pamięci podręcznej procesora.
GCC potrafi dostosować optymalizacje do specyficznych cech procesora, takich jak rodzaj rejestrów czy algorytmy zarządzania pamięcią cache, co wpływa na efektywność działania kodu.
