c++ - C++ 优化级别会影响 Swig Python 模块性能吗

Question

我有一个大的 Swig Python 模块。C++ 包装器最终大约是 320,000 LoC（包括我猜的标头）。我目前使用 -O1 编译它，g++ 生成一个大小为 44MiB 的二进制文件，编译大约需要 3 分钟。

如果我关闭优化 (-O0)，则二进制文件的大小为 40MiB，编译需要 44 秒。

使用 -O0 编译包装器会显着损害 python 模块的性能吗？在我去分析模块在不同优化级别的性能之前，有没有人做过这种分析或者对它是否重要有任何见解？

Answer 1

-O0 停用 gcc 执行的所有优化。优化很重要。

因此，如果您的应用程序没有很多知识，我可能会建议这会损害您的应用程序的性能。

通常使用的安全优化级别是 -O2。

您可以在以下网址查看 GCC 执行的优化类型：http: //gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html。

但最后，如果你想确切地知道你应该在不同的级别和配置文件上编译。

Answer 2

无论是否使用 SWIG 模块，这都很糟糕。即使您阻止它们发生，也会发生许多优化。gcc -O1

您可以通过检查您选择的编译器生成的 asm 来检查差异。其中我知道的这些将对 SWIG 生成的包装器有害：

1. 死码消除：

   void foo() {
     int a = 1;
     a = 0;
   }
   

   使用 -O1，这个完全没有意义的代码将被完全删除：

   foo:
           pushl   %ebp
           movl    %esp, %ebp
           popl    %ebp
           ret
   

   而使用 -O0 则变为：

   foo:
           pushl   %ebp
           movl    %esp, %ebp
           subl    $16, %esp
           movl    $1, -4(%ebp)
           movl    $0, -4(%ebp)
           leave
           ret
   

2. 寄存器分配将在具有大量局部变量的函数中受到不利影响 - 大多数 SWIG 包装器函数都会因此受到影响。但是，很难给出一个简洁的例子。

3. 另一个例子，gcc 为原型编译 SWIG 包装器的输出：

   int foo(unsigned int a, unsigned int b, unsigned int c,  unsigned int d);
   

   生成-O0：

   Java_testJNI_foo:
           pushl   %ebp
           movl    %esp, %ebp
           subl    $88, %esp
           movl    16(%ebp), %eax
           movl    %eax, -48(%ebp)
           movl    20(%ebp), %eax
           movl    %eax, -44(%ebp)
           movl    24(%ebp), %eax
           movl    %eax, -56(%ebp)
           movl    28(%ebp), %eax
           movl    %eax, -52(%ebp)
           movl    32(%ebp), %eax
           movl    %eax, -64(%ebp)
           movl    36(%ebp), %eax
           movl    %eax, -60(%ebp)
           movl    40(%ebp), %eax
           movl    %eax, -72(%ebp)
           movl    44(%ebp), %eax
           movl    %eax, -68(%ebp)
           movl    $0, -32(%ebp)
           movl    -48(%ebp), %eax
           movl    %eax, -28(%ebp)
           movl    -56(%ebp), %eax
           movl    %eax, -24(%ebp)
           movl    -64(%ebp), %eax
           movl    %eax, -20(%ebp)
           movl    -72(%ebp), %eax
           movl    %eax, -16(%ebp)
           movl    -16(%ebp), %eax
           movl    %eax, 12(%esp)
           movl    -20(%ebp), %eax
           movl    %eax, 8(%esp)
           movl    -24(%ebp), %eax
           movl    %eax, 4(%esp)
           movl    -28(%ebp), %eax
           movl    %eax, (%esp)
           call    foo
           movl    %eax, -12(%ebp)
           movl    -12(%ebp), %eax
           movl    %eax, -32(%ebp)
           movl    -32(%ebp), %eax
           leave
           ret
   

   与之相比，-O1仅生成：

   Java_testJNI_foo:
           pushl   %ebp
           movl    %esp, %ebp
           subl    $24, %esp
           movl    40(%ebp), %eax
           movl    %eax, 12(%esp)
           movl    32(%ebp), %eax
           movl    %eax, 8(%esp)
           movl    24(%ebp), %eax
           movl    %eax, 4(%esp)
           movl    16(%ebp), %eax
           movl    %eax, (%esp)
           call    foo
           leave
           ret
   

4. 使用-O1g++ 可以生成更智能的代码：

   %module test
   
   %{
   int value() { return 100; }
   %}
   
   %feature("compactdefaultargs") foo;
   
   %inline %{
     int foo(int a=value(), int b=value(), int c=value()) {
       return 0;
     }
   %}
   

简短的回答是完全禁用优化，GCC 会生成非常幼稚的代码——这对于 SWIG 包装器和任何其他程序一样都是如此，如果不是更多的话，因为自动生成的代码的风格。