Филипп Хислей - Генерация высококачественного кода для программ, написанных на СИ
Компилятор WATCOM C 6.0 соперничает с Microsoft C 5.0 по степени выполняемой оптимизации и генерирует наиболее быстрый код в тесте оптимизации. То, что WATCOM теряет на не самых оптимальных циклах, он более чем наверстывает в малых заголовках вызова функций. WATCOM C 6.0 хорошо использует регистры, минимизирует обращения к памяти и повышает эффективность выполнения программ.
Компиляторы Metaware High C и Computer Innovations C86Plus выполняют более-менее удовлетворительную степень оптимизации, но отступают на второй план при рассмотрении усовершенствований, сделанных в технологии компиляторов фирмами Datalight, Microsoft и WATCOM.
Нет единственного производителя, который захватил бы на рынке область технологии оптимизации для компиляторов Си. Конкуренция на рынке подталкивает производителей к развитию технологии и к обеспечению разработчиков лучшими и более мощными средствами языка Си. В будущем это может означать появление оптимизирующих компиляторов, которые будут вырабатывать более быстрый и компактный код.
ЛИСТИНГ 1: OPTBENCH.C/* ---------------------------------------------------------- *
¦ ¦
¦ Серия тестов PC Tech Journal ¦
¦ Тест оптимизации кода Си ¦
¦ ¦
¦ Copyright (c) 1988 Ziff-Devis Publishing Company ¦
¦ ¦
¦ Эта программа-тест была разработана для проверки ¦
¦ методов оптимизации кода, применяемых компилятором ¦
¦ Си. Она не вырабатывает разумные результаты и не ¦
¦ представляет хороший стиль программирования. ¦
¦ ¦
* ---------------------------------------------------------- */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define max_vector 2
#define constant5 5
typedef unsigned char uchar;
int i, j, k, l, m;
int i2, j2, k2;
int g3, h3, i3, k3, m3;
int i4, j4;
int i5, j5, k5;
double flt_1, flt_2, flt_3, flt_4, flt_5, flt_6;
int ivector[ 3 ];
uchar ivector2[ 3 ];
short ivector4[ 6 ];
int ivector5[ 100 ];
#ifndef NO_PROTOTYPES
void dead_code( int, char * );
void unnecessary_loop( void );
void loop_jamming( int );
void loop_unrolling( int );
int jump_compression( int, int, int, int, int );
#else
void dead_code();
void unnecessary_loop();
void loop_jamming();
void loop_unrolling();
int jump_compression();
#endif
int main( argc, argv ) /* optbench */
int argc;
char **argv;
{
/* ---------------------------- *
¦ Размножение констант и копий ¦
*------------------------------*/
j4 = 2;
if( i2 < j4 && i4 < j4 )
i2 = 2;
j4 = k5;
if( i2 < j4 && i4 < j4 )
i5 = 3;
/* ------------------------------------------ *
¦ Свертка констант, арифметические тождества ¦
¦ и излишние операции загрузки/сохранения ¦
* ------------------------------------------ */
i3 = 1 + 2;
flt_1 = 2.4 + 6.3;
i2 = 5;
j2 = i + 0;
k2 = i / 1;
i4 = i * 1;
i5 = i * 0;
#ifndef NO_ZERO_DIVIDE
/*
* Некоторые компиляторы распознают ошибку
* деления на нуль и не генерируют объектный код
*/
i2 = i / 0;
flt_2 = flt_1 / 0.0;
#else
printf( "This compiler handles divide-by-zero as
an errorn");
#endif
flt_3 = 2.4 / 1.0;
flt_4 = 1.0 + 0.0000001;
flt_5 = flt_6 * 0.0;
flt_6 = flt_2 * flt_3;
/* -------------------- *
¦ Лишнее присваивание ¦
* -------------------- */
k3 = 1;
k3 = 1;
/* ------------------ *
¦ Снижение мощности ¦
* ------------------ */
k2 = 4 * j5;
for( i = 0; i <= 5; i++ )
ivector4[ i ] = i * 2;
/* ------------- *
¦ Простой цикл ¦
* ------------- */
j5 = 0;
k5 = 10000;
do {
k5 = k5 - 1;
j5 = j5 + 1;
i5 = (k5 * 3) / (j5 * constant5);
} while ( k5 > 0 );
/* -------------------------------------- *
¦ Управление переменной индукции цикла ¦
* -------------------------------------- */
for( i = 0; i < 100; i++ )
ivector5[ i * 2 + 3 ] = 5;
/* ----------------------- *
¦ Глубокие подвыражения ¦
* ----------------------- */
if( i < 10 )
j5 = i5 + i2;
else
k5 = i5 + i2;
/* ------------------------------------------------ *
¦ Проверка того, как компилятор генерирует адрес ¦
¦ переменной с константным индексом, размножает ¦
¦ копии и регистры ¦
* ------------------------------------------------ */
ivector[ 0 ] = 1; /* генерация константного адреса */
ivector[ i2 ] = 2; /* значение i2 должно быть скопировано*/
ivector[ i2 ] = 2; /* копирование регистров */
ivector[ 2 ] = 3; /* генарация константного адреса */
/* ----------------------------- *
¦ Удаление общих подвыражений ¦
* ----------------------------- */
if(( h3 + k3 ) < 0 || ( h3 + k3 ) > 5 )
printf("Common subexpression eliminationn");
else {
m3 = ( h3 + k3 ) / i3;
g3 = i3 + (h3 + k3);
/* -------------------------------------- *
¦ Вынесение инвариантного кода ¦
¦ (j * k) может быть вынесено из цикла ¦
* -------------------------------------- */
for( i4 = 0; i4 <= max_vector; i4++)
ivector2[ i4 ] = j * k;
/* ----------------------------- *
¦ Вызов функции с аргументами ¦
* ----------------------------- */
dead_code( 1, "This line should not be printed" );
/* ------------------------------ *
¦ Вызов функции без аргументов ¦
* ------------------------------ */
unnecessary_loop();
} /* Конец функции main */
/* ------------------------------------------------------ *
¦ Функция: dead_code ¦
¦ Проверка недостижимого кода и лишних ¦
¦ присваиваний. Не должен генерироваться код. ¦
* ------------------------------------------------------ */
void dead_code( a, b )
int a;
char *b;
{
int idead_store;
idead_store = a;
if( 0 )
printf( "%sn", b );
} /* Конец dead_code */
/* ---------------------------------------------------- *
¦ Функция: unnecessary_loop ¦
¦ Цикл в следующей функции ненужен, так как ¦
¦ значение присваивания постоянно. В идеале ¦
¦ цикл должен быть удален. ¦
* ---------------------------------------------------- */
void unnecessary_loop()
{
int x;
x = 0;
for( i = 0; i < 5; i++ ) /* Цикл не должен генерироваться*/
k5 = x + j5;
} /* Конец unnecessary_loop */
/* ---------------------------------------------------- *
¦ Функция: loop_jamming ¦
¦ Два цикла в этой функции имеют одинаковые ¦
¦ заголовки и могут быть слиты в один. ¦
* ---------------------------------------------------- */
void loop_jamming( x )
int x;
{
for( i = 0; i < 5; i++ )
k5 = x + j5 * i;
for( i = 0; i < 5; i++ )
i5 = x * k5 * i;
} /* Конец loop_jamming */
/* ------------------------------------------------------ *
¦ Функция: loop_unrolling ¦
¦ Цикл в этой функции должен быть заменен ¦
¦ тремя присваиваниями с использованием ¦
¦ константной индексации массива или машинно- ¦
¦ зависимыми командами для инициализации ¦
¦ блока памяти. ¦
* ------------------------------------------------------ */
