Question

我正在查看一些代码进行审核，并且遇到了繁忙的等待：

int loop = us*32;
int x;
for(x = 0;x<loop;x++)
{
    /*do nothing*/      
}

我似乎记得读过这些空循环可以被优化掉。这是在这里发生的事情还是可以的？

Answer 1

答案是肯定的，编译器可以优化循环。

使用volatile限定符来避免优化：

int loop = us * 32;
volatile int x;
for (x = 0; x < loop; x++)
{
    /*do nothing*/      
}

如果您是在嵌入式世界中进行编程，请阅读编译器的文档，因为它们通常提供等待参数中传递的特定循环或微秒的延迟函数。

例如，avr-gcc在util/delay.h中具有以下功能：

void _delay_us(double __us);

Answer 2

你受编译器的支配。事实上，如果它很聪明，它会发现它是一个noop。顺便说一句，Neil Butterworth有一个nice post，他也谈到了这个问题。

Answer 3

这是非常不便携的东西。

在某些编译器中，其中一个可能有效（但是你必须检查启用完全优化，空指令可能会被丢弃）：

for (i = 0; i < spinCount; )
   ++i; // yes, HERE

或：

for (i = 0; i < spinCount; ++i)
   ((void)0);

如果您足够幸运，那么您的编译器可能会提供一个宏或内部函数，它将编译为nop汇编指令，类似于MSVC中的__noop。

作为最后一个资源，你可以简单地添加一个汇编指令（它依赖于编译器，可能是__asm或类似的东西）来执行......没有，像这样：

for (i = 0; i < spinCount; ++i)
   __asm nop

或（检查编译器文档）：

for (i = 0; i < spinCount; ++i)
   asm("nop");

修改
如果你没有noop指令并且你不能添加汇编代码（对不起，你正在使用什么样的编译器？）你可以依赖于带有副作用的指令获胜的假设不被优化（或者，由@ouah发布，访问声明为volatile的变量。）

Answer 4

语言标准中没有任何内容可以禁止它，因此编译器可以做到这一点。

让我们反编译GCC 4.8以查看其功能

输入代码：

int main() {
    int i;
    for(i = 0; i < 16; i++)
        ;
}

编译和反编译：

gcc -c -g -std=c99 -O0 a.c
objudmp -S a.o

输出：

a.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <main>:
int main() {
   0:   55                      push   %rbp
   1:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    int i;
    for(i = 0; i < 16; i++)
   4:   c7 45 fc 00 00 00 00    movl   $0x0,-0x4(%rbp)
   b:   eb 04                   jmp    11 <main+0x11>
   d:   83 45 fc 01             addl   $0x1,-0x4(%rbp)
  11:   83 7d fc 0f             cmpl   $0xf,-0x4(%rbp)
  15:   7e f6                   jle    d <main+0xd>
  17:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
        ;
}
  1c:   5d                      pop    %rbp
  1d:   c3                      retq

循环在那里：jle跳回来。

使用-O3：

0000000000000000 <main>:
   0:   31 c0                   xor    %eax,%eax
   2:   c3                      retq

只返回0.所以它完全被优化了。

可以对任何编译器进行相同的分析。

另见

如何预防：How to prevent GCC from optimizing out a busy wait loop?
无限循环的相同问题：Are compilers allowed to eliminate infinite loops?

Answer 5

有些编译器，比如gcc，会检测到它是一个空的for循环，特别是对此感到悲观，期望你把它作为一个延迟循环放在那里。您可以在http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.0/gcc/Non_002dbugs.html

了解更多相关信息

请注意，这是特定于编译器的，所以不要指望所有编译器。

将用作睡眠的空for循环优化掉吗？

5 个答案: