Wie kann verhindert werden, dass GCC eine ausgelastete Warteschleife optimiert?

Ich will schreiben Sie ein C-code der firmware für Atmel AVR-mikrocontroller. Ich kompiliere es mit GCC. Auch ich möchte zum aktivieren der compiler Optimierungen (-Os oder -O2), sehe ich keinen Grund, nicht aktivieren Sie Sie, und Sie werden wahrscheinlich zu generieren, die eine bessere Montage viel schneller als das schreiben von assembly manuell.

Aber ich will ein kleines Stück code nicht optimiert. Ich will verzögern die Ausführung einer Funktion durch einige Zeit, und so wollte ich schreiben, ein do-nothing-loop einfach zu verschwenden einige Zeit. Keine Notwendigkeit, um genau zu sein, warten Sie einfach einige Zeit.

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

Da der Speicher-Zugriff in der AVR ist viel langsamer, ich will i und j gehalten werden, in CPU-Register.

Update: ich habe gerade festgestellt, util/delay.h und util/delay_basic.h von AVR-Libc. Obwohl die meisten Male ist es vielleicht eine bessere Idee für die Verwendung dieser Funktionen, diese Frage bleibt gültig und interessant.

InformationsquelleAutor der Frage Denilson Sá Maia | 2011-08-16

  1. 70

    Entwickelte ich diese Antwort nach einen link von dmckee Antwortaber es braucht einen anderen Ansatz als seine/Ihre Antwort.

    Funktion Attribute Dokumentation von GCC erwähnt:

    noinline
    Diese Funktion Attribut verhindert, dass eine Funktion vom sein als für inlining. Wenn die Funktion keine Nebenwirkungen haben, gibt es andere Optimierungen als inlining, dass die Ursachen der Funktionsaufrufe optimiert werden entfernt, obwohl der Aufruf der Funktion ist live. Solche Anrufe von optimiert entfernt, setzen asm ("");

    Dieser gab mir eine interessante Idee... Anstatt einer nop Anweisung in der inneren Schleife habe ich versucht, indem Sie eine leere Assembler-code in es, wie dieser:

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

    - Und es funktionierte! Schleife wurde nicht optimiert, und keine extra nop Anweisungen eingefügt wurden.

    Was mehr ist, wenn Sie volatile gcc speichern diese Variablen im RAM und das hinzufügen von ein paar ldd und std zu kopieren, temporäre Register. Dieser Ansatz, auf der anderen Seite, nicht volatile und erzeugt keinen solchen overhead.

    Update: Wenn Sie kompilieren von code mithilfe von -ansi oder -stdmüssen Sie ersetzen die asm keyword mit __asm__ als beschrieben in der GCC-Dokumentation.

    Darüber hinaus können Sie auch verwenden __asm__ __volatile__("") wenn Ihr assembly-Anweisung ausführen müssen, in dem wir, (D. H. Sie dürfen nicht verschoben werden, eine Schleife als Optimierung).

    InformationsquelleAutor der Antwort Denilson Sá Maia

  2. 20

    Erklären i und j Variablen als volatile. Dadurch wird verhindert, compiler optimieren von code im Zusammenhang mit diesen Variablen.

    unsigned volatile char i, j;

    InformationsquelleAutor der Antwort ks1322

  3. 4

    Ich bin mir nicht sicher, warum es nicht erwähnt wurde aber, dass dieser Ansatz ist völlig unbegründet und leicht gebrochen durch die compiler-upgrades, etc. Es würde viel mehr Sinn, um festzustellen, der Wert der Zeit, die Sie wollen, zu warten, bis spin und der Abfrage der aktuellen Zeit, bis der gewünschte Wert überschritten wird. Auf x86, die Sie nutzen könnten rdtsc für diesen Zweck, aber mehr tragbare Möglichkeit wäre zu nennen clock_gettime (oder die Variante für Ihre nicht-POSIX-OS), um die Zeit zu bekommen. Aktuelle x86_64-Linux wird auch vermeiden, die syscall für clock_gettime und verwenden rdtsc intern. Oder, wenn Sie behandeln können, die Kosten für eine syscall, verwenden Sie einfach clock_nanosleep zu beginnen...

    InformationsquelleAutor der Antwort R..

  4. 3

    Ich weiß nicht, aus der Spitze von meinem Kopf, wenn die avr-version der compiler unterstützt die vollständiger Satz von #pragmas (die interessant sind in dem link stammen alle von gcc ab version 4.4), aber das ist, wo Sie normalerweise beginnen würde.

    InformationsquelleAutor der Antwort dmckee

  5. 2

    Für mich, auf GCC-4.7.0, leere asm optimiert wurde entfernt sowieso mit -O3 (nicht versuchen, mit -O2).
    und mit einem i++ im register-oder flüchtige führte eine große Leistungseinbußen (in meinem Fall).

    Was ich Tat, war die Verknüpfung mit anderen leeren Funktion, die der compiler konnte nicht sehen, beim kompilieren das "Hauptprogramm"

    Im Grunde so aus:

    Erstellt "Helfer.c") mit dieser Funktion deklariert (leere Funktion)

    void donotoptimize(){}

    Dann kompiliert mit "gcc-Helfer.c -c -o helper.o"
    und dann 

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

    Dieser gab mir die besten Ergebnisse (und aus meiner überzeugung, kein overhead an alle, kann Sie aber nicht testen, weil mein Programm funktioniert nicht ohne es 🙂 )

    Ich denke, es sollte funktionieren, mit dem icc zu. Vielleicht nicht, wenn Sie eine Verlinkung Optimierungen, aber mit gcc tut es.

    InformationsquelleAutor der Antwort BiS

  6. 1

    setzen, dass die Schleife in einem separaten .c-Datei und nicht zu optimieren, dass eine Datei. Noch besser schreiben, dass routine in assembler und rufen Sie es von C, so oder so, der optimizer nicht engagieren.

    Manchmal mache ich die flüchtige Sache, aber normalerweise ist das erstellen einer asm-Funktion, die einfach zurück
    setzen Sie einen Anruf an, dass die Funktion der Optimierer wird die for - /while-Schleife fest, aber es wird nicht optimieren, weil es hat alle, die die Aufrufe der dummy-Funktion. Die nop Antwort von Denilson Sá tut die gleiche Sache, aber noch enger...

    InformationsquelleAutor der Antwort old_timer

  7. 1

    Setzen asm volatile sollte helfen.
    Lesen Sie mehr dazu hier:-

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

    Wenn Sie unter Windows arbeiten, können Sie auch versuchen, indem Sie den code unter pragmas, wie im folgenden detailliert erläutert:-

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

    Hoffe, das hilft.

    InformationsquelleAutor der Antwort Groovy

  8. -1

    Können Sie auch die registrieren keyword. Variablen, die mit register gespeichert sind, CPU-Register.

    In Ihrem Fall:

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

    InformationsquelleAutor der Antwort Michel Megens

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