Linux 下如何繞過編譯器優化

本文首次發表在 Linux 下如何繞過編譯器優化

有同窗在羣裏聊到編譯器優化的事情，不少時候指望編譯器默認作優化，可是有些場景是但願能繞過的，哪些呢？

這裏舉兩個實實在在的例子。

第一個，在調試的時候，若是默認開啓了優化，要關注的某個變量值，用 gdb 打印時可能會提示被優化掉了，會讓人丈二和尚摸不着頭腦。

第二個，就是某些場景，編譯器並不理解背後的實際狀況，好比說，連續往某個地址寫兩個值，編譯器覺得，這不是畫蛇添足了，幫把最後一個寫進去就行了，可是卻不知，這個地址多是個硬件寄存器地址呢，寫第一個，處理器調整一個狀態，再寫一個，再調整一個狀態，兩個都寫完，纔算完整，寫不一樣的位有不一樣的含義。

怎麼去掉顯式優化參數

對於第一個，一般不太須要去改整個內核，好比說，把整個 -O2/-Os 都拿掉，這時可能引發的莫名狀況比去 debug 某個問題可能還要棘手。因此，能夠有針對性的，只對某個文件作優化參數調整便可。

這個本質上是拿掉 CFLAGS 裏頭的優化參數，其實用替換就行了，可是可選的用法有：

文件級：CFLAGS_REMOVE_xxx.o = -O2

arch/mips/kernel/Makefile:

ifdef CONFIG_FUNCTION_TRACER
CFLAGS_REMOVE_ftrace.o = -pg
CFLAGS_REMOVE_early_printk.o = -pg
CFLAGS_REMOVE_perf_event.o = -pg
CFLAGS_REMOVE_perf_event_mipsxx.o = -pg
endif
複製代碼

原理以下，就是從原始編譯參數中 filter-out 掉特定參數：

$ grep CFLAGS_REMOVE -ur linux-stable/scripts/Makefile.lib
_c_flags       = $(filter-out $(CFLAGS_REMOVE_$(basetarget).o), $(orig_c_flags))
複製代碼

目錄級：KBUILD_CFLAGS := $(filter-out -O2, $(KBUILD_CFLAGS))

arch/mips/boot/compressed/Makefile:

KBUILD_CFLAGS := $(filter-out -pg, $(KBUILD_CFLAGS))
複製代碼

本身主動 filter-out 掉。也能夠直接調用腳本替換：

KBUILD_CFLAGS := $(shell echo $(KBUILD_CFLAGS) | sed -e "s/-pg//")
複製代碼

固然，用 Makefile 內置的 filter-out 效率會高，只是方便你們理解邏輯。

怎麼確認這個編譯參數是否真地生效呢，有兩種方法：

一種是直接在相應 Makefile 打印 KBUILD_CFLAGS，例如：$(error $(KBUILD_CFLAGS))，另一種是 make /path/to/xxx.o V=1 查看。在 Linux Lab 裏頭能夠用 make k-x /path/to/xxx.o V=1。

除了直接拿掉，也能夠考慮替換成 -Og，這個更適合調試須要。

怎麼去掉隱式優化

第二個，也來看看實例：

drivers/cpufreq/loongson2_cpufreq.c:

static void loongson2_cpu_wait(void)
{
        unsigned long flags;
        u32 cpu_freq;

        spin_lock_irqsave(&loongson2_wait_lock, flags);

        cpu_freq = LOONGSON_CHIPCFG(0);
        LOONGSON_CHIPCFG(0) &= ~0x7;    /* Put CPU into wait mode */
        LOONGSON_CHIPCFG(0) = cpu_freq; /* Restore CPU state */

        spin_unlock_irqrestore(&loongson2_wait_lock, flags);
        local_irq_enable();
}
複製代碼

上面中間三句，從 gcc 的角度來看，這不是傻嘛，啥也沒作啊，又讀又寫是什麼鬼，目標變量的值根本「沒變」呢。緣由是什麼，這個背後的 LOONGSON_CHIPCFG(0) 是硬件寄存器地址，有它的時序意義，不一樣的位有不一樣的意義，寫不一樣的值會有不一樣的動做。這個時候就得明確告訴 gcc：

arch/mips/include/asm/mach-loongson64/loongson.h:

#define LOONGSON_CHIPCFG(id) (*(volatile u32 *)(loongson_chipcfg[id]))
複製代碼

這種狀況怎麼確認呢？make /path/to/xxx.s，看看代碼還在不在。在 Linux Lab 裏頭能夠用 make k-x /path/to/xxx.s。

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