【深入理解计算机系统】第五章-优化程序性能

先从这一章开始，接下来就是存储、网络。先解决主要矛盾。仅记录部分。

 

1. 【存储器别名使用】考虑传入参数为指针时，编译器不能直接优化。给的例子如下图所示。实际上写memcpy类似的函数，传入两个指针做数组复制时也需要确认dst指针指向的地址是否与src数组有重合。优化是编译器做的，代码是人写的，都需要细细考虑。
2. 【代码移动】把重复计算提到循环外面。比如for (int i = 0; i < vec_int.size(); ++i)。当然我们不能确定，编译器是否会对此进行优化。
3. 【分支预测&投机执行】
   • ICU（Instruction Control Unit，指令控制单元）负责从指令告诉缓存中读指令序列，生成操作。退役单元（Retirement Unit）记录正在进行的处理，并确保它遵守机器级程序的顺序语义。
   • EU（Execution Unit，执行单元）：执行ICU生成的操作
4. 【Pentium III算术操作的性能】整数除法（36）和浮点除法（38）的执行时间和发射时间感人。不同处理器的性能不一样，当时学的时候没注意到这点。
5. 【循环展开】并行优化。如：奇数位相乘，偶数位相乘。但并行度受到寄存器个数限制。
6. 【优化程序性能基本策略】
   • 高级设计：选择适当的算法和数据结构。
   • 基本编码原则：
     • 消除连续的函数调用。在可能时，将计算移到循环外。
     • 消除不必要的存储器引用。引入临时变量来保存中间结果。计算完最后的值，再把结果存放到数组或全局变量中。
   • 低级优化
     • 尝试各种与数组代码相对的指针形式。
     • 循环展开
     • 迭代分割
   • 最后，正确才是最重要的！
7. 【程序剖析（profiling）】Unix系统提供了一个剖析程序GPROF。
   • 计时不是很准确。基于一个简单的间隔技术。
   • 调用信息相当可靠。
   • 默认不显示对库函数的调用。