CFLAGS参数详解(Desktop cflags)
CFLAGS 是决定 Gentoo 系统效能与稳定的关键之一。恰当的 CFLAGS 能在效能、编译时间、与系统稳定度中取得平衡，失败的 CFLAGS 可能导致编译失败，甚至系统损毁。那么，在茫茫 CFLAGS 海中，如何才能捞到命中注定那根针呢？
此文件的 CFLAGS 针对 x86 与 x86-64 平台上的 GCC 3.4 (GNU Compiler Collections - http://gcc.gnu.org/) 为主，若您使用其它编译器 (如 icc、compaq c compiler) 或其它平台 (如 PowerPC、Alpha)，本章可能 50% 以上的东西您都用不上。
各位请先参考笔者从网络上整理出，有关服务器与工作站需求的信息。当然，服务器或桌面的需求绝对不只这些，这里仅列出跟设计 CFLAGS 比较有关的项目。以下是整理出的列表：
1. 服务器系统：
* 长时间启动 (一天 24 小时，一年 365 天，全年无休)
* 非常稳定 (uptime 在 ArrayArray.ArrayArrayArray% [注] 以上)
* 高安全性 (别怀疑，CFLAGS 跟安全性也有很大的关系)
* 在长时间启动的前提下，能自己照顾自己。
* 效能不是第一考虑
* 互动反应不用很快，够用就好。
2. 桌面、工作站：
* 启动时间没有那么长 (使用者要用的时候才开机)
* 可以不用那么稳定 (多半有使用者直接在处理，uptime 可以降到 ArrayArray.ArrayArray% 或更低)
* 效能也是考虑重点
* 互动反应快 (如加载一页网页，与其让他在三秒时整面显示出来，不如让它每秒显示一点可是在四秒时才全部显示完毕。)
所以，得到了桌面系统的 CFLAGS 设计要点：
1. 程序启动时间短
2. 反应速度快
3. 效能高
4. 稳定可以稍差 (容许范围内)
减少执行档的大小，可以同时减少了内存用量，也节省了一些磁盘空间。同时，桌面系统最大的效能瓶颈就在磁盘驱动器，减少档案大小也间接降低了磁盘的存取次数，可以加速程序的启动，提升第一次执行的反应速度。
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CFLAGS 选项
再来，让我们看看 gcc 中关键的几个选项。这里只简单介绍这些选项的功能，若要详细说明请参考 man gcc。
增加选项的数量，同时也增加编译的时间。所有的选项都会增加编译时间，有特别说明 "会增加编译时间" 的选项，表示会增加 "大量的" 编译时间 (跟其它选项比起来...)。
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比较安全的选项
首先是安全的选项：
* 指令
o 参数与用法 [注二]
o 说明
o 建议
* -O
o -O (-O1), -O0, -O2, -O3, -Os
o 依照后面数字的大小，针对效能最佳化的程度也不同 (稳定度也可能递减)。其中 -Os 是个比较特殊的等级，针对原始码大小最佳化。
o 可使用 -Os，降低程序加载的时间。
* -fforce-mem
-fforce-addr
o -fforce-mem, -fno-force-mem
-fforce-addr, -fno-force-addr
o 强制在运算前将内存中的数值 (mem) 或内存位置 (addr) 复制到缓存器中。启动这两个选项可以做出较好的程序代码。
o 这两个是好东西，启动它们！其中 -fforce-mem 已在 -O2, -O3, -Os 中启动，所以若您有用这三个选项的其中一个，只要 -fforce-addr 就够了。
* -fomit-frame-pointer
o -fomit-frame-pointer, -fno-omit-frame-pointer
o 若非必要，不将函式的 frame pointer 放进缓存器中。这将避免您的程序储存、设定、以及还原 frame pointer；也在许多函式中省下一个缓存器。这个选项可能让某些平台上的除错工作变成不可能！。若平台支持不使用 frame pointer 除错，这个选项将在 -O, -O2, -O3, -Os 中启动。
o 很抱歉，x86 刚好是非这个不可才能除错的平台之一。但是... 您想对您的桌面进行除错吗？若答案为非，您可以放心启动这个选项。
* -finline-functions
o -finline-functions, -fno-inline-functions
o 将所有简单的函式整合进呼叫他们的函式中。编译器会自动试探并决定那些函式值得被整合。于 -O3 时启动。
o 虽然这个选项会增加程序大小，但是他却是个增进效能的好东西。我建议您在这里启动它，然后使用下面一个指令指定 inline 条件。
* -finline-limit
o -finline-limit=n
o n 为决定函式是否能被 inline 的伪指令长度。预设的值为 600。
o 这个数值越小，程序启动的速度越快，但是运算的速度越慢。作为桌面使用，我建议 -finline-limit=400。
* -fmove-all-movables
-freduce-all-givs
o -fmove-all-movables, -fno-move-all-moveables
-freduce-all-givs, -fno-redduse-all-givs
o 这两个是循环最佳化技术，将无关循环内容的运算改在循环外执行。编译出的执行档可能更快也可能更慢，结果跟程序的写法有很大的关系。
o 虽然说效能跟程序写法有关，但是大部份的状况下这两个选项会做出比较小与比较快的程序代码，所以我建议您启动他们！
* -freorder-blocks
-freorder-functions
o -freorder-blocks, -fno-reorder-blocks
-freorder-functions, -fno-reorder-functions
o 藉由重新编排程序区块来增进效能以及减少执行档大小。
o 这两个也是好东西，所以我建议您启动它们。缺点是会让编译时间变长。
* -fexpensive-optimizations
o -fexpensive-optimizations, -fno-expensive-optimizations
o 执行几个会加长编译时间的非主要最佳化程序。于 -O2, -O3, -Os 中预设开启。
o 虽然会增加编译时间，但是能增加效能也能减少执行档大小，所以建议启用。
* -falign-functions
-falign-labels
-falign-loops
-falign-jumps
o -falign-functions, -falign-functions=n
-falign-labels, -falign-labels=n
-falign-loops, -falign-loops=n
-falign-jumps, -falign-jumps=n
o 依照大于 n 的最小 2 的次方字节对齐函式 (functions)、标签 (labels)、循环 (loops)、跳跃 (jumps) 的起头，跳过至多 n 字节。
o 我知道这很抽象，解释起来要花很多篇幅，所以请各位使用默认值，亦即指定 -falign-functions, -falign-labels, -falign-loops, -falign-jumps，但是不指定 =n。
* -frename-registers
o -frename-registers, -fno-rename-registers
o 在作过缓存器定位之后，使用剩下来的缓存器。这个最佳化在有很多缓存器的 CPU 上最明显 (如 ARM、PowerPC... 等。x86 不属于他们的一份子)。会增加除错的困难度。
o 虽然在 x86 上不明显，但是还是有用。而且 x86-64 提供更多的缓存器，所以建议您还是应该打开它。
* -fweb
o -fweb, -fno-web
o 建立经常使用的缓存器网络。提供更佳的缓存器使用率。不过也会增加除错的困难度。
o 这个是安全选项中比较偏向实验性质的选项，虽然建议您启动，但是若启动之后程序不稳，请将它关闭。 于 -O3 时启动。
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实验性质的选项
以下是真的实验性质的东西，若启动之后系统不稳，请将他们关闭。
* 指令
o 参数与用法
o 说明
o 建议
* -ffast-math
o -ffast-math, -fno-fast-math
o 设定 -fno-math-errno, -funsafe-math-optimizations, -fno-trapping-math, -ffinite-math-only, -fno-rounding-math, 以及 -fno-signaling-nans 这几个选项，以及设定预先处理器的 __FAST_MATH__ 宏。这些技术虽然较快，但是违反 IEEE 或 ISO 的规则，并且很有可能让程序算出错误的数值。
o 这是危险的东西，可能造成运算结果的错误 (1.1+1.2=1.4！？当然没那么离谱啦...)，建议不使用。
* -funit-at-a-time
o -funit-at-a-time, -fno-unit-at-a-time
o 在制作执行文件前分析整个编译单位。提供某些额外最佳化套用的机会，但会使用更多内存。
o 这个东西还蛮安全的，请放心使用它！
* -funroll-loops
-fold-unroll-loops
o -funroll-loops, -fno-unroll-loops
-fold-unroll-loops, -fno-old-unroll-loops
o 展开可以在编译阶段决定次数的循环，可能让程序执行的更快或更慢。-fold-unroll-loops 使用旧的算法。
o 由于这个会让程序变大许多，所以建议不使用。
* -funroll-all-loops
-fold-unroll-all-loops
o -funroll-all-loops, -fno-unroll-all-loops
-fold-unroll-all-loops, -fno-old-unroll-all-loops
o 即使循环执行次数不确定，还是将所有循环展开。大部份状况下会让程序跑得更慢。
o 又比较慢又会变大，所以别用...
* -fprefetch-loop-arrays
o -fprefetch-loop-arrays, -fno-prefetch-loop-arrays
o 若目标机器支持，在存取大型数组循环执行之前预先将数组加载至内存。于 -Os 中关闭。
o 其实不太会有需要存取大型数组的循环 (多媒体、数据库、科学计算软件中才比较常见)，所以您可以放心将此选项关闭。
* -ffunction-sections
-fdata-sections
o -ffunction-sections, -fno-function-sections
-fdata-sections, -fno-data-sections
o 将函式或资料物品放至自己的区段中。大部份使用 ELF 目标格式的系统以及执行 Solaris 2 的 SPARC 系统支持这些最佳化。会增加连结过程的时间，以及增加执行档大小，也会增加除错的困难。
o 在我的经验中，没有特别显著的效果，而且执行档会变大，所以建议不使用。
* -fbranch-target-load-optimize
-fbranch-target-load-optimize2
o -fbranch-target-load-optimize, -fno-branch-target-load-optimize
-fbranch-target-load-optimize2, -fno-branch-target-load-optimize2
o 在执行序启动以及结尾之前执行枝节目标缓存器加载最佳化。
o 这是进阶最佳化选项，建议您两个都启动。
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平台相关选项
最后是 x86 与 x86-64 相关的选项：
* 指令
o 参数与用法
o 说明
o 建议
* -mcpu (已过期，可能在以后版本中移除。)
-mtune
-march
o -mcpu=cpu-type
-march=cpu-type
-mtune=cpu-type
o 依照不同的目标处理器进行最佳化。注意，若您指定了 -march，制作出的执行档将无法在其它 CPU 上使用。但是若光指定 -mtune，gcc 会避免使用平台专有指令集跟专用排程选项。可用的选项有：
+ i386：标准的 Intel i386 处理器
+ i486：Intel 的 i486 处理器 (没有排程实作)
+ i586, pentium：没有 MMX 指令集的 Intel Pentium 处理器
+ pentium-mmx：支持 MMX 指令集的 Intel PentiumMMX 处理器
+ i686, pentiumpro：Intel PentiumPro 处理器
+ pentium2：支持 MMX 指令集的 Intel Pentium2 处理器
+ pentium3：支持 MMX 与 SSE 指令集的 Intel Pentium3 处理器
+ pentium4：支持 MMX、SSE 与 SSE2 指令集的 Intel Pentium4 处理器
+ k6：支持 MMX 指令集的 AMD K6 处理器
+ k6-2, k6-3：支援 MMX 与 3DNow! 指令集的进阶版 AMD K6 处理器
+ athlon, athlon-tbird：支援 MMX、 3DNow!、加强版 3DNow! 以及 SSE 预先加载指令集的 AMD Athlon 处理器
+ athlon-4, athlon-xp, athlon-mp：支援 MMX、 3DNow!、加强版 3DNow! 以及完整 SSE 指令集的 AMD Athlon 处理器
+ k8, opteron, athlon64, athlon-fx：支持 x86-64 指令集，以 AMD K8 核心为基础的处理器。(支援 MMX、SSE、SSE2、3DNow!、加强版 3DNow! 以及 64 位指令集。)
+ winchip-c6：IDT Winchip C6 处理器，以支持 MMX 指令集的 i486 处理。
+ winchip2：IDT Winchip2 处理器，以支持 MMX 及 3DNow! 指令集的 i486 处理。
+ c3：支援 MMX 及 3DNow! 指令集的 Via C3 处理器 (没有排程实作)
+ c3-2：支持 MMX 及 SSE 指令集的 Via C3 处理器 (没有排程实作)
o 请依照您的系统指定 -march 与 -mtune，例如我的系统使用的是 "-march=athlon-xp -mtune=athlon-xp"。
* -mfpmath
o -mfpmath=unit
o 依照选择的单位制作执行文件。可用的单位有：
+ 387：使用标准的 387 浮点运算处理单元，为 i386 默认值。
+ sse：使用 SSE 指令集提供的浮点运算处理指令，可以透过 -msse 或 -msse2 来启用。在 x86-64 平台上，这个选项是预设启用的。
+ sse,387：使用标准 387 浮点运算处理单元与 SSE 指令集，这将提供将近一倍的额外缓存器，以及可能增加浮点运算处理效能。小心使用这个选项，因为这个技术还处于实验性质，可能造成系统不稳。
o 若您使用支持 SSE 的处理器，可以尝试使用比较快的 -mfpmath=sse,387。若您比较胆小 (怕当机)，可以使用 -mfpmath=sse。
* -mmmx
-msse
-msse2
-msse3
-m3dnow
o -mmmx, -mno-mmx
-msse, -mno-sse
-msse2, -mno-sse2
-msse3, -mno-sse3
-m3dnow, -mno-3dnow
o 启动或关闭指令集支持。
o 请依照您的系统启动或关闭这些指令集支持。有关处理器支持的指令集，可透过 cat /proc/cpuinfo 来查询。
* -maccumulate-outgoing-args
o -maccumulate-outgoing-args, -mno-accumulate-outgoing-args
o 在函式起始时，计算输出参数所需的空间。在大部份现代处理器上，由于降低依存性、增进排程、以及在堆栈分界不等于 2 的时候降低堆栈使用率，这个选项可以增加一些效能。缺点是执行档会变大。
o 由于执行档会变大，所以不太建议使用。
* -malign-stringops
o -malign-stringops, -mno-align-stringops
o 决定是否将整合进原始码的目标字符串操作数对齐。这可以缩小执行档大小，以及在目标字符串操作数已经对齐时增加一些效能。
o 两面刃，所以请自己决定...
* -minline-all-stringops
o -minline-all-stringops, -mno-inline-all-stringops
o 预设中 GCC 只将知道目的地会被对齐在 4bytes 界线的字符串操作数整合进程序代码。这个选项启动更多的整合，增加执行档大小，不过可能会增加需要快速 memcpy, strlen 以及 memset 的程序。
o 由于会增加程序代码大小，而又不是那么多程序会使用 memcpy/strlen/memset 等函式，所以建议不使用。
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其它选项
其它与最佳化无关的 CFLAGS：
* -pipe
o -pipe
o 于程序间通讯时使用管线，而不是暂存盘。GNU 组译器支持此选项。
o 可以缩短一些编译时间，建议使用。
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建议的 CFLAGS
根据不同的用途，每个系统的 CFLAGS 也不尽相同。以下列出建议的 CFLAGS。其中请将
* 最安全、什么都没有的 CFLAGS。在您回报执行阶段的错误 (sig 11、当机、运算错误) 之前，请先使用此 CFLAGS 编译一次，若还是发生同样的错误，才向 Gentoo Bugzilla (http://bugs.gentoo.org/) 回报：
o -march=i686 -mtune=i686 -O2 -pipe
* 稍微比较快的 CFLAGS (建议那些以稳定为诉求的使用者使用)：
o -march=
* 注重执行时期效能使用的 CFLAGS (建议需要快速运算的软件使用)：
o -march=
* 注重档案大小与加载速度的 CFLAGS (建议需要常常被启动的程序使用)：
o -march=
* 折衷 CFLAGS (从加载速度跟执行效能折衷出来的 CFLAGS，大部份的人可能会想用这个)：
o -march=
请注意，这里列出的 CFLAGS 并不是最好的，也永远不会有最好的 CFLAGS。了解每个选项的用意与意义，组合最适合您的 CFLAGS 才是本章的要点，提供的 CFLAGS 只是作为参考用的。若您对这里列出的 CFLAGS 有任何意见，欢迎至 GOT 的讨论区 (http://forums.gentoo.org.tw/ ) 与大家讨论
注：可能您觉得 ArrayArray.ArrayArrayArray 的 uptime 非常高，但其实这是服务器系统 uptime 的起跳数字。让我们算算，1 day = 86400 secs，1 year = 365 days，所以 1 year = 31536000 secs，套用 ArrayArray.ArrayArrayArray% 的 uptime 以后，downtime 是 315.36 秒。也就是一年下线时间约五分钟。考虑到服务器开机比较慢 (有许多系统测试跟程序启动)，这个数据是一年约下线 1~2 次。桌面系统的 ArrayArray.ArrayArray% 是这个数字的十倍，而桌面系统开机比较快，整理之后是约一星期重开一次。
注二：大部份参数前面若加上 `no’，表示关闭该参数。如 -fforce-mem 开启 force-mem，-fno-force-mem 将 force-mem 关闭。
原文链接：
http://wiki.gentoo.org.tw/index.php/Desktop_cflags