如何告诉编译器展开这个循环[重复]答案

【问题标题】：How to tell the compiler to unroll this loop [duplicate]如何告诉编译器展开这个循环[重复]
【发布时间】：2013-04-07 23:47:34
【问题描述】：

我在 ARM 处理器上运行以下循环。

// pin here is pointer to some part of an array
for (i = 0; i < v->numelements; i++)
{
    pe   = pptr[i];
    peParent = pe->parent;

    SPHERE  *ps = (SPHERE *)(pe->data);

    pin[0] = FLOAT2FIX(ps->rad2);
    pin[1] = *peParent->procs->pe_intersect == &SphPeIntersect;
    fixifyVector( &pin[2], ps->center ); // Is an inline function

    pin = pin + 5;
}

通过循环的缓慢性能，我可以判断编译器无法展开这个循环，因为当我手动展开时，它变得非常快。我认为编译器被pin 指针弄糊涂了。我们可以在这里使用restrict关键字来帮助编译器，还是restrict只保留给函数参数？一般来说，我们如何告诉编译器展开它而不用担心pin 指针。

【问题讨论】：

您是否测量了调试或发布版本的执行时间？
使用 -O3 优化发布构建。
您是否尝试将 v->numelements 分配给本地并在 for 循环中使用它？可能是编译器无法展开循环，因为它必须假设 v->numelements 的值将在 fixifyVector 中更改。
gcc 还有 -funroll-loops 优化标志，查看 docs 它必须与 -O3 分开启用
我在该代码中看不到任何可以通过展开循环得到显着帮助的内容。您将不得不查看为这两种情况生成的目标代码，以了解发生了什么。

标签： c gcc arm loop-unrolling

【解决方案1】：

要告诉 gcc 展开所有循环，您可以使用优化标志 -funroll-loops。

仅展开您可以使用的特定循环：

__attribute__((optimize("unroll-loops")))

查看answer了解更多详情。

编辑

如果编译器在进入时无法确定循环的迭代次数，则需要使用-funroll-all-loops。注意从documentation:"Unroll all loops, even if their number of iterations is uncertain when the loop is entered. This usually makes programs run more slowly."

【讨论】：

【解决方案2】：

如果将pptr 的大小扩大一倍，则可以使用pld 指令。

  __asm__ __volatile__("pld\t[%0]" :: "r" (pptr[i+1]));

或者，您可能需要预加载 next peParent 和 SPHERE *ps。 ARM 上的循环开销非常小。展开循环不太可能带来显着的好处。没有循环变量常量。当您展开循环时，编译器的调度程序更有可能在使用高级数据之前获取这些数据。

您还没有展示所有代码来查看数据依赖关系。 预加载可能还有其他变量会受益。给出一个完整的例子可能会帮助每个人回答你的问题。

【讨论】：

这个答案更可能出现在流水线较大的 Cortex 类型 CPU 上。没有提到具体的 ARM CPU。