强制/说服/欺骗GCC展开_Longer_循环？
我如何说服GCC展开一个已知迭代次数但又很大的循环？
我正在使用-O3编译。
当然，有问题的真实代码更复杂，但这是一个具有相同行为的简化示例：
int const constants[] = { 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144 }; int get_sum_1() { int total = 0; for (int i = 0; i < CONSTANT_COUNT; ++i) { total += constants[i]; } return total; }
…如果CONSTANT_COUNT被定义为8（或更少），那么GCC将展开循环，传播常量，并将整个函数减少为简单的return ; 。 另一方面，如果CONSTANT_COUNT为9（或更大），则循环不会展开，GCC会生成一个二进制循环，读取常量，并在运行时添加它们 – 即使理论上该函数可以仍然被优化到只返回一个常数。 （是的，我看过反编译的二进制文件。）
如果我手动展开循环，如下所示：
int get_sum_2() { int total = 0; total += constants[0]; total += constants[1]; total += constants[2]; total += constants[3]; total += constants[4]; total += constants[5]; total += constants[6]; total += constants[7]; total += constants[8]; //total += constants[9]; return total; }
或这个：
#define ADD_CONSTANT(z, v, c) total += constants[v]; int get_sum_2() { int total = 0; BOOST_PP_REPEAT(CONSTANT_COUNT, ADD_CONSTANT, _) return total; }
…然后将函数优化到返回常量。 因此，一旦展开，GCC似乎能够处理较大循环的常量传播; 挂起似乎只是让GCC考虑首先展开更长的循环。
但是，手动展开和BOOST_PP_REPEAT都不是可行的选项，因为在某些情况下CONSTANT_COUNT是运行时表达式，并且相同的代码仍然需要在这些情况下正常工作。 （在这些情况下，性能不是那么重要。）
我正在使用C（而不是C ++），因此我无法使用模板元编程和constexpr 。
我试过-funroll-loops ， -funroll-all-loops ， -fpeel-loops ，并为max-unrolled-insns ， max-average-unrolled-insns ， max-unroll-times ， max-peeled-insns设置大值max-peeled-insns ， max-peel-times ， max-completely-peeled-insns和max-completely-peel-times ，这些都没有什么区别。
我在Linux，x86_64上使用GCC 4.8.2。
有任何想法吗？ 有没有我缺少的旗帜或参数……？
我不确定这种解决方法是否适用于您的实际问题，但我发现运行Parabola GNU / Linux的x86_64上的GCC 4.9.0 20140604（预发行版）展开以下循环，包括CONSTANT_COUNT == 33 。
int get_sum() { int total = 0; int i, j, k = 0; for (j = 0; j < 2; ++j) { for (i = 0; i < CONSTANT_COUNT / 2; ++i) { total += constants[k++]; } } if (CONSTANT_COUNT % 2) total += constants[k]; return total; }
我只传递了-O3标志。 get_sum的汇编代码实际上就是这样
movl $561, %eax ret
我没有尝试，但也许该模式可以进一步扩展。
这对我来说似乎很奇怪 - 至少对我的人眼来说 - 现在代码看起来要复杂得多。 不幸的是，它是一种相当侵入性的方式来强制展开。 编译器标志会更好。
GCC有很多关于循环展开（和优化 ）的模糊参数和程序参数。 您可以使用-funroll-loops ， -funroll-all-loops ， – --param name = value ，（例如， 名称为max-unroll-times ….）等。
gcc的参数顺序很重要。 你可能想先把-O3和上面的奇怪选项放在它之后。
但是，增加展开并不总能提高性能。
最后但并非最不重要的是，您可以编写自己的GCC插件，这将改变展开标准。
巧妙地使用__builtin_prefetch可能会提高性能，请参阅此答案 （但不小心使用会降低性能）
你需要进行基准测试。 我的感觉是，过早的微观优化是你的时间的巨大损失。