man gcc: optimalizace a knihovny

11.11.2005 17:41 | Přečteno: 1598× | Linux | poslední úprava: 11.11.2005 18:42

Tento text vznikl díky dotazům lidí, kteří si neradi čtou {man,info} gcc. Trochu nepochopitelně nenese žádné prohlášení a ani nechce vyvolávat flame, za což se omlouvám .

Obsah

• Optimalizace
• -O1
• -O2
• -O3
• -Os
• Knihovny
• Statická
• Sdílená
• Použití
• Cesty

Optimalizace

Gcc podporuje mnoho způsobů optimalizace kódu:

-O (-O1) - Optimize.

• -fdefer-pop
• -fmerge-constants
• -fthread-jumps
• -floop-optimize
• -fcrossjumping
• -fif-conversion
• -fif-conversion2
• -fdelayed-branch
• -fguess-branch-probability
• -fcprop-registers

A zároveň na strojích bez debugovacího rozhraní (x86?) zapíná

• -fomit-frame-pointer

-O2 - Optimize even more

• -fforce-mem
• -foptimize-sibling-calls
• -fstrength-reduce
• -fcse-follow-jumps
• -fcse-skip-blocks
• -frerun-cse-after-loop
• -frerun-loop-opt
• -fgcse
• -fgcse-lm
• -fgcse-sm
• -fdelete-null-pointer-checks
• -fexpensive-optimizations
• -fregmove
• -fschedule-insns
• -fschedule-insns2
• -fsched-interblock
• -fsched-spec
• -fcaller-saves
• -fpeephole2
• -freorder-blocks
• -freorder-functions
• -fstrict-aliasing
• -falign-functions
• -falign-jumps
• -falign-loops
• -falign-labels

-O3 - Optimize yet more

• -finline-functions
• -frename-registers

-Os - Optimize for size. Tento zapne -O2, ale vypne -falign-functions -falign-jumps -falign-loops -falign-labels -freorder-blocks -fprefetch-loop-arrays.

Co znamenají konkrétní -ffoo si laskavý čtenář jistě už přečte sám .

Vytváření knihoven v gcc

Knihovny rozlišujeme na statické a sdílené. Zatímco se ty první natvrdo slinkují s binárkou v době kopilace, ty druhé jsou uloženy na disku a linkují se až za běhu. Mějme následující kód:

$ cat hello.{h,c}
#include <stdio.h>

#ifndef __HELLO__
#define __HELLO__
void helloWorld(void);
#endif


#include "hello.h"
void helloWorld(void) {
  printf("Hello, world!\n");
}

Statická knihovna

Zdrojový kód přeložíme na objektový a ten zabalíme do statické knihovny. Název statické knihovny musí začínat na lib a končit na .a!

$ gcc -c hello.c -o hello.o
$ ar rcs libhello.a hello.o

Sdílená knihovna

Pro sdílenou knihovnu se objektový kód kompiluje s parametrem -fPIC. Jenom upozorňuji, že parametr -Wl se jmenuje dvojité vé el. Sdílená knihovna musí opět začínat lib a končit .so.verze_knihovny.

$ gcc -fPIC -c hello.c -o hello.o
$ gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0.1  hello.o

Používání knihoven

Kód z knihoven se používá naprosto stejně, jako kterýkoliv jiný. Vzhledem k tomu, že naše knihovna není na místě, kde je linker standardně hledá, musíme mu parametrem -L. sdělit, že má hledat i v aktuálním adresáři.

$ cat main.c 

#include "hello.h"

int main(void) {

  helloWorld();

  return 0;
}
$ gcc -static main.c -L. -lhello -o main.s
$ gcc main.c -L. -lhello -o main.d
$ ls -lh main.{s,d} | awk '{print $9, $5}'
main.d 7,1K
main.s 491K

Standardní cesty pro knihovny

Starším (a méně bezpečným způsobem) je proměnná LD_LIBRARY_PATH. Méně bezpečným proto, že umožňuje zaměnit sdílené knihovny suid programům.

Jak mě upozornil ivok, tak se tento problém už netýká novějších verzí ld-linux.so (z glibc6). Díky!

Modernější systémy používají nástroj ldconfig, který čte soubor /etc/ld.so.conf a potřebné informace si nahrává do cache /etc/ld.so.cache. Ldconfig a /etc/ld.so.conf může editovat používat pouze root.

Ukázka mého /etc/ld.so.conf z Gentoo

# ld.so.conf autogenerated by env-update; make all changes to
# contents of /etc/env.d directory
/usr/local/lib
/usr/lib/opengl/xorg-x11/lib
/usr/i686-pc-linux-gnu/lib
/usr/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/3.3.6
/usr/lib/mozilla-firefox
/usr/lib
/opt/sun-jre-bin-1.5.0.05/lib/i386/
/opt/sun-jre-bin-1.5.0.05/lib/i386/native_threads/
/opt/sun-jre-bin-1.5.0.05/lib/i386/xawt/
/opt/sun-jre-bin-1.5.0.05/lib/i386/server/
/usr/qt/3/lib
/usr/kde/3.4/lib
/usr/games/lib
/usr/lib/fltk-1.1

       

Komentáře

[zabza]

To s tím LD_LIBRARY_PATH a setuid programama nebude tak docela pravda, jak jsem nedávno zjistil...

[Michal Vyskočil]

Teď jsem to zkoušel:

$ export LD_PRELOAD=libfake
$ ping
ERROR: ld.so: object 'libdoesntexit' from LD_PRELOAD cannot be preloaded: ignored.
$ export LD_PRELOAD=/usr/lib/hacklocaledir.so
$ strace ping
...
open("/usr/lib/hacklocaledir.so", O_RDONLY) = 3
...
$ stat -c %A /bin/ping
-rws--x--x

Takže tam ta chyba pořád je, nebo mám něco špatně v konfiguraci

[Michal Vyskočil]

Podle tohoto dokumentu by se mělo jednat o problém staršího ld-linux. Nové libc6 už by měly být OK. Ale já mám nové (2.3.5), takže nevím, v čem je problém.

[zabza]

Ale v ld.so.conf máš /usr/lib a ta knihovna existuje... bavíme se o případu, kdy ta knihovna není v ld.so.conf, ne? POkud zapíšeš do /usr/lib svoji knihovnu, tak jsi root a nepotřebuješ dělat takový blbiny

[Michal Vyskočil]

Ježiš, máš pravdu! Jsem debil, tohle mě vůbec nedošlo

[Michal Čihař]

Jaká chyba? strace snad proboha není SUID.

[janosh]

docela dobry shrnuti nechces to dat napriklad do FAQ sekce?