Linux内核编译中的九个技巧(1)(5)

8 预抓取

另一种重要的性能改进方法是把必需的数据缓存在接近处理器的地方。缓存可以显著减少访问数据花费的时间。大多数现代处理器都有三类内存：

一级缓存通常支持单周期访问
二级缓存支持两周期访问
系统内存支持更长的访问时间
为了尽可能减少访问延时并由此提高性能，最好把数据放在最近的内存中。手工执行这个任务称为预抓取。GCC 通过内置函数 __builtin_prefetch 支持数据的手工预抓取。在需要数据之前，使用这个函数把数据放到缓存中。如下所示，__builtin_prefetch 函数接收三个参数：

数据的地址

rw 参数，使用它指明预抓取数据是为了执行读操作，还是执行写操作
locality 参数，使用它指定在使用数据之后数据应该留在缓存中，还是应该清除

void __builtin_prefetch( const void *addr, int rw, int locality );

Linux 内核经常使用预抓取。通常是通过宏和包装器函数使用预抓取。下面是一个辅助函数示例，它使用内置函数的包装器见 ./linux/include/linux/prefetch.h）。这个函数为流操作实现预抓取机制。使用这个函数通常可以减少缓存缺失和停顿，从而提高性能。

#ifndef ARCH_HAS_PREFETCH#define prefetch(x) __builtin_prefetch(x)#endifstatic inline void prefetch_range(void *addr, size_t len){#ifdef ARCH_HAS_PREFETCH char *cp; char *end = addr + len; for (cp = addr; cp < end; cp += PREFETCH_STRIDE) prefetch(cp);#endif}

9变量属性

除了本文前面讨论的函数属性之外，GCC 还为变量和类型定义提供了属性。最重要的属性之一是 aligned 属性，它用于在内存中实现对象对齐。除了对于性能很重要之外，某些设备或硬件配置也需要对象对齐。aligned 属性有一个参数，它指定所需的对齐类型。

下面的示例用于软件暂停见 ./linux/arch/i386/mm/init.c）。在需要页面对齐时，定义 PAGE_SIZE 对象。

char __nosavedata swsusp_pg_dir[PAGE_SIZE]
__attribute__ ((aligned (PAGE_SIZE)));
 

packed 属性打包一个结构的元素，从而尽可能减少它们占用的空间。这意味着，如果定义一个 char 变量，它占用的空间不会超过一字节8 位）。位字段压缩为一位，而不会占用更多存储空间。
这段源代码使用一个 __attribute__ 声明进行优化，它用逗号分隔的列表定义多个属性。

static struct swsusp_header {
        char reserved[PAGE_SIZE - 20 - sizeof(swp_entry_t)];
        swp_entry_t image;
        char    orig_sig[10];
        char    sig[10];
} __attribute__((packed, aligned(PAGE_SIZE))) swsusp_header;