Как предотвратить GCC от оптимизации из занятого цикла ожидания?

Я хочу написать прошивку C-кода для микроконтроллеров Atmel AVR. Я скомпилировать его с помощью GCC. Кроме того, я хочу включить оптимизацию компилятора (-Os или -O2), поскольку я не вижу причин не включать их, и они, вероятно, будут генерировать лучший способ сборки быстрее, чем писать сборку вручную.

но я хочу небольшой кусок кода не оптимизирован. Я хочу отложить выполнение функции на некоторое время, и поэтому я хотел написать цикл do-nothing, чтобы просто потратить некоторые время. Не нужно быть точным, просто подождите некоторое время.

/* How to NOT optimize this, while optimizing other code? */
unsigned char i, j;
j = 0;
while(--j) {
    i = 0;
    while(--i);
}

так как доступ к памяти в AVR намного медленнее, я хочу i и j для хранения в регистрах процессора.

обновление: я только что нашел util / задержка.h и util / delay_basic.h С AVR Libc. Хотя в большинстве случаев было бы лучше использовать эти функции, этот вопрос остается актуальным и интересным.

обзоры вопросы:

8 54
javascript gcc optimization avr-gcc

8 ответов:

я разработал этот ответ после перехода по ссылке из ответ dmckee, но это требует иного подхода, чем его/ее ответ.

Атрибуты Функция документация от GCC упоминает:

noinline Этот атрибут функции предотвращает рассмотрение функции для встраивания. Если функция не имеет побочных эффектов, существуют оптимизации, отличные от встраивания, которые вызывают оптимизацию вызовов функций прочь, хотя вызов функции находится в прямом эфире. Чтобы такие вызовы не оптимизировались, поместите asm ("");

это дало мне интересную идею... Вместо того, чтобы добавить nop инструкция во внутреннем цикле, я попытался добавить пустой код сборки там, как это:

unsigned char i, j;
j = 0;
while(--j) {
    i = 0;
    while(--i)
        asm("");
}

и это сработало! Этот цикл не был оптимизирован, и никаких дополнительных инструкция.

что еще, если вы используете volatile, gcc будет хранить те переменные в ОЗУ и добавить кучу ldd и std копировать их во временные регистры. Этот подход, с другой стороны, не использует volatile и не создает такой нагрузки.

обновление: если вы компилируете код с помощью -ansi или -std, вы должны заменить asm ключевое слово __asm__, а описано в документации GCC.

кроме того, вы также можете использовать __asm__ __volatile__("") если сборка оператор должен выполняться там, где мы его ставим, (т. е. не должен быть выведен из цикла в качестве оптимизации).

71

объявить i и j переменные volatile. Это не позволит компилятору оптимизировать код с использованием этих переменных.

unsigned volatile char i, j;
20

Я не уверен, почему еще не было упомянуто, что этот подход полностью ошибочен и легко нарушается обновлениями компилятора и т. д. Было бы гораздо более разумно определить значение времени, которое вы хотите дождаться, и вращать опрос текущего времени до тех пор, пока не будет превышено желаемое значение. На x86 вы можете использовать rdtsc для этой цели, но более портативный способ будет назвать clock_gettime (или вариант для вашей не-POSIX ОС), чтобы получить время. Текущий x86_64 Linux будет даже избегать вызов на clock_gettime и использовать rdtsc внутренне. Или, если вы можете справиться со стоимостью syscall, просто используйте clock_nanosleep для начала...

4

Я не знаю, с верхней части моей головы, если версия AVR и компилятора поддерживает полный комплект #pragmas (Интересные в ссылке Все даты из gcc версии 4.4), но именно там вы обычно начинаете.

3

для меня, на GCC 4.7.0, пустой asm был оптимизирован в любом случае с-O3 (не пробовал с-O2). и использование i++ в регистре или volatile привело к большому штрафу за производительность (в моем случае).

то, что я сделал, было связано с другой пустой функцией, которую компилятор не мог видеть при компиляции "основной программы"

в основном это:

создал "помощника.c " с объявленной этой функцией (пустой функцией)

void donotoptimize(){}

затем скомпилирован " GCC helper.c -c -о помощнике.о" а потом 

while (...) { donotoptimize();}

это дало мне лучшие результаты (и, по моему убеждению, никаких накладных расходов вообще, но не может проверить, потому что моя программа не будет работать без него :))

Я думаю, что он должен работать с icc тоже. Возможно, нет, если вы включите оптимизацию ссылок, но с gcc это делает.

2

поместите этот цикл в отдельный .C-файл и не оптимизируйте этот один файл. Еще лучше написать эту процедуру в ассемблере и вызвать ее из C, в любом случае оптимизатор не будет участвовать.

Я иногда делаю летучую вещь, но обычно создаю функцию asm, которая просто возвращает поместите вызов этой функции оптимизатор сделает цикл for/while плотным, но он не будет оптимизировать его, потому что он должен сделать все вызовы фиктивной функции. НОП ответа от Денилсон Са делает то же самое, но еще жестче...

1

положить летучие asm должно помочь. Вы можете прочитать больше об этом здесь:-

http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/optimization.html

Если вы работаете на Windows, вы даже можете попробовать поместить код под прагмы, как подробно описано ниже: -

https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/cplusplus/MSC06-CPP.+Be+aware+of+compiler+optimization+when+dealing+with+sensitive+data

Надежда эта помощь.

1

вы также можете использовать зарегистрироваться ключевое слово. Переменные, объявленные с регистром, хранятся в регистрах ЦП.

в вашем случае:

register unsigned char i, j;
j = 0;
while(--j) {
    i = 0;
    while(--i);
}
-1