Primeramente un saludo a los creadores de BlackHat y como siempre a los lectores ya establecidos, as\u00ed como los nuevos que se suman a esta positiva iniciativa, pues sobre todo porque potencia el acceso a la libre informaci\u00f3n de la que \u00abmuchos\u00bb no disponen a diario, ni siquiera muy a menudo en nuestra Cuba de hoy.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Entre tantos temas posibles sobre los cual redactar en este inmenso mundo de software<\/em> e implementaciones de GNU\/Linux, pens\u00e9 en varias cosas, sin embargo, la primera por la que me decid\u00ed fue por escribir el presente art\u00edculo y documentar algo no tan conocido por los usuarios novatos\/intermedios de GNU\/Linux. Me refiero a la optimizaci\u00f3n de programas a trav\u00e9s de la compilaci\u00f3n de los mismos con modificaciones en los \u00abflags\u00bb del compilador GCC.<\/p>\n\n\n\n Algunos se preguntar\u00e1n de qu\u00e9 me sirve y en realidad qu\u00e9 puedo ganar con ello; para dejarlo bien claro todo esto se resume as\u00ed:<\/p>\n\n\n\n Con estos principios sobre la mesa vamos a repasar c\u00f3mo podemos optimizar el software<\/em> en nuestra distribuci\u00f3n GNU\/Linux preferida.<\/p>\n\n\n\n Vi\u00e9ndolo de una manera sencilla, los flags<\/em> son opciones que se le pasan al compilador a modo de par\u00e1metros, las cuales \u00e9l reconoce y toma acciones sobre ella. Lo importante es que al usar los flags<\/em> de GCC tenemos muchas posibilidades de optimizar, por ejemplo, para uso diario normal o uso diario para desarrollo. Para ello se deben ajustar los flags<\/em> y generar un binario con s\u00edmbolos de debugging<\/em>; esto \u00faltimo por citar un caso.<\/p>\n\n\n\n La mayor\u00eda de los programas y bibliotecas son compiladas por defecto en nivel de optimizaci\u00f3n 2 (un nivel normal) con las opciones Para comprobar lo antes dicho, he descomprimido el file<\/em> con el c\u00f3digo y, tras hacer un Esto es una mirada muy b\u00e1sica al proceso; en realidad es mucho m\u00e1s complejo.<\/p>\n\n\n\n Estos flags<\/em> son claves. A trav\u00e9s de ellos vamos a indicarle al compilador para qu\u00e9 procesador y el nivel de optimizaci\u00f3n con que deben ser compilados los sources<\/em>.<\/p>\n\n\n\n CFLAGS<\/strong>: CXXFLAGS:<\/strong> Hay varias maneras de establecer los flags<\/em> de GCC; sin embargo, la m\u00e1s sencilla y \u00fatil de todas es a trav\u00e9s de variables de entorno, ya que configure<\/em> las lee si estuvieran establecidas y agrega su valor a la variable Dicho esto y como banco de pruebas, primeramente voy a configurar Alsaplayer sin flags<\/em> para que detecte solamente lo que est\u00e9 establecido por defecto. Corro configure<\/em> de la siguiente manera:<\/p>\n\n\n\n La salida m\u00e1s importante que nos interesa es la siguiente:<\/p>\n\n\n\n En ese momento se chequearon los flags<\/em> de optimizaci\u00f3n de GCC, pues como mencionaba anteriormente casi el 100% de los paquetes se ajustan para la optimizaci\u00f3n en nivel 2, que es la com\u00fan (todas las distribuciones de Linux basadas en i386 tienen este nivel de optimizaci\u00f3n para poder correr lo mismo en un 486 que en un Pentium4). Estos flags<\/em> tambi\u00e9n se ven afectados por algunos par\u00e1metros definidos dentro del propio sistema de construcci\u00f3n de Alsaplayer, por ejemplo Despu\u00e9s finalizado el configure<\/em>, un detalle importante es que se ha creado el Makefile que GNU make usar\u00e1 para llamar al compilador, enlazador y algunas utilidades necesarias; el detalle es que en la cabecera del nuevo Makefile se encuentra una l\u00ednea como \u00e9sta:<\/p>\n\n\n\n Esto no lleva mucha explicaci\u00f3n, porque ya lo he mencionado: se ha creado Makefile desde el Makefile.in y el trabajo lo ha hecho el script<\/em> shell configure<\/em>.<\/p>\n\n\n\n Si vemos ahora el contenido de Makefile, podemos hacer una b\u00fasqueda de los flags<\/em> del compilador que se han escrito en \u00e9l. Exactamente las cadenas en cuesti\u00f3n son:<\/p>\n\n\n\n Aqu\u00ed hay definido un nivel de optimizaci\u00f3n por default<\/em>.<\/p>\n\n\n\n Seguido, ejecuto un make<\/em> y make install<\/em> para compilar y, finalmente, para instalar Alsaplayer en mi sistema y comprobar con estas optimizaciones qu\u00e9 size<\/em> tiene el binario final, durante la compilaci\u00f3n vemos l\u00edneas como \u00e9stas (se nota el uso de los flags<\/em> inmediatamente):<\/p>\n\n\n\n Una vez finalizado, la salida de un:<\/p>\n\n\n\n Luce as\u00ed:<\/p>\n\n\n\n Un size<\/em> que no me gusta para nada, trat\u00e1ndose de un software<\/em> tan peque\u00f1o. Dicho esto, vamos a ver c\u00f3mo ajustamos los flags<\/em> para generar un binario m\u00e1s reducido.<\/p>\n\n\n\n Lo primero es establecer la variable Aqu\u00ed el nivel de optimizaci\u00f3n es el m\u00e1s alto (O3); n\u00f3tese que no es CERO, sino la letra \u00abO\u00bb. Otro detalle es que optimizamos para Pentium4 y generamos c\u00f3digo dependiente del procesador.<\/p>\n\n\n\n De por s\u00ed esto solamente no basta, vamos a setear Esto quiere decir que La salida debe ser id\u00e9ntica en los dos casos, ya que Corro el mismo configure <\/em>de hace un momento:<\/p>\n\n\n\n Aqu\u00ed lo diferente es que lo instalo en otro lugar para despu\u00e9s poder ver la diferencia entre el anterior. Terminado el configure<\/em> paso a analizar el contenido del Makefile generado. La variable y Si comparamos con la anterior podemos ver la diferencia, vuelvo a hacer make<\/em> y make install<\/em> y observo esta l\u00ednea, por ejemplo:<\/p>\n\n\n\n Donde de hecho, ya se est\u00e1n aplicando los flags<\/em>.<\/p>\n\n\n\n El momento ha llegado y la salida de un:<\/p>\n\n\n\n Luce as\u00ed:<\/p>\n\n\n\n Es, evidente la gran optimizaci\u00f3n que se ha producido, desde 791 Kb hasta 163 Kb.<\/p>\n\n\n\n Como ven son muchas las ventajas, pero no todo es as\u00ed de sencillo; existen aplicaciones que no compilar\u00e1n bajo estos flags<\/em> de optimizaci\u00f3n, ya que sencillamente no est\u00e1n hechas para ellos. Lo que s\u00ed me provoca alegr\u00eda es saber que mientras la versi\u00f3n precompilada de Apache2 me ocupa 1 Mb, el ejecutable del servidor, compil\u00e1ndolo de esta forma me ocupa s\u00f3lo 200 Kb y encima me funciona igual de bien o mejor, sin el m\u00e1s m\u00ednimo problema.<\/p>\n\n\n\n Lista de par\u00e1metros para Cada una de ellas son espec\u00edficas a ese procesador, por ejemplo, si s\u00f3lo se va a correr software<\/em> sobre su m\u00e1quina, es recomendado aplicarlas; sin embargo, si transporta software<\/em>, digamos desde un P3 a un P4, no se deber\u00edan hacer optimizaciones, ya que el binario no funcionar\u00eda.<\/p>\n\n\n\n Espero que este art\u00edculo les sirva de mucho para optimizar su software<\/em> a la medida de su PC. Un saludo.<\/p>\n\n\n\n\n
[ Flags<\/em> del compilador ]<\/h2>\n\n\n\n
[ Flags<\/em> por defecto ]<\/h2>\n\n\n\n
-g -O2<\/code> del GCC. Hay que tener bien claro que la compilaci\u00f3n de programas para Linux se basa en la GNU\/ToolChain, uni\u00f3n de gcc\/make\/autoconf\/libtool\/automake y algunos m\u00e1s, por lo cual el 100% de los programas com\u00fan y corrientes al menos incluyen un fichero Makefile (no siempre, pero generalmente el Makefile es generado despu\u00e9s del proceso llevado a cabo a trav\u00e9s del script <\/em>configure<\/em>, para que despu\u00e9s el Makefile suela incluir los flags<\/em> del compilador detectados por defecto, entre otras cosas). En este caso las pruebas las voy a hacer con el c\u00f3digo fuente del reproductor Alsaplayer, versi\u00f3n 0.99.78.<\/p>\n\n\n\ncd<\/code> al dir<\/em>, compruebo de hecho que el Makefile no existe. Esto ocurre primeramente porque Alsaplayer basa su construcci\u00f3n en una conformaci\u00f3n cl\u00e1sica de las herramientas GNU que siguen los siguientes pasos:<\/p>\n\n\n\n\n
[ CFLAGS y CXXFLAGS ]<\/h2>\n\n\n\n
Como lo indica, son los flags<\/em> para el compilador de c\u00f3digos fuente en lenguaje C.<\/p>\n\n\n\n
Lo mismo, para C++.<\/p>\n\n\n\nCFLAGS<\/code> en el Makefile final. Otra manera es editar el Makefile generado a mano y modificar las entradas CFLAGS<\/code> y CXXFLAGS<\/code>.<\/p>\n\n\n\n.\/configure --prefix=\/opt\/alsaplayer-test<\/code><\/p>\n\n\n\n\"checking for gcc optimization flags... -O2 -fexpensive-optimizations
-funroll-loops -finline-functions -ffast-math -Wall\"<\/code><\/p>\n\n\n\n-funroll-loop<\/code> (desenrollado de bucles) o -Wall<\/code> (muestra todos los warnings<\/em> o advertencias en el momento de la compilaci\u00f3n).<\/p>\n\n\n\n# Makefile. Generated from Makefile.in by configure.<\/code><\/p>\n\n\n\nCFLAGS = -g -O2
CXXFLAGS = -g -O2<\/code><\/p>\n\n\n\n\"-Wall -g -O2 -D_REENTRANT -DADDON_DIR=\\\"\/opt\/alsaplayer-test\/lib\/alsaplayer\\\" -g -O2
-MT support.lo -MD -MP -MF .deps\/support.Tpo -c -o support.lo support.cpp\"<\/code><\/p>\n\n\n\nls -lh \/opt\/alsaplayer-test\/bin\/alsaplayer | awk '{ print $5 }'<\/code><\/p>\n\n\n\n\"791K\"<\/code><\/p>\n\n\n\n[ Estableciendo los flags<\/em> ]<\/h2>\n\n\n\n
CFLAGS<\/code>. Vamos all\u00e1 y en este ejemplo voy a optimizar la generaci\u00f3n de c\u00f3digo para Pentium4.<\/p>\n\n\n\nexport CFLAGS=\"-s -O3 -march=pentium4\"<\/code><\/p>\n\n\n\nCXXFLAGS<\/code> as\u00ed:<\/p>\n\n\n\nexport CXXFLAGS=$CFLAGS<\/code><\/p>\n\n\n\nCXXFLAGS<\/code> va a ser igual al valor actual de la variable de entorno, ya establecida CFLAGS<\/code>, o sea, las mismas optimizaciones. Vamos a comprobar en el shell<\/em>:<\/p>\n\n\n\necho $CFLAGS
echo $CXXFLAGS<\/code><\/p>\n\n\n\nCXXFLAGS<\/code> posee el mismo valor que CFLAGS<\/code>. Hasta aqu\u00ed ya estamos listos, para mi ejemplo voy a volver a compilar Alsaplayer con estas variables ya establecidas y a repasar el proceso a ver qu\u00e9 sucede. Para ello limpio el \u00e1rbol de las fuentes de Alsaplyer con make distclean<\/code>. Esto borra todos los c\u00f3digos objeto, binarios, bibliotecas y elimina el Makefile generado, o sea, crea el entorno desde cero, limpio.<\/p>\n\n\n\n.\/configure --prefix=\/opt\/alsaplayer-test-optimizado<\/code><\/p>\n\n\n\nCFLAGS<\/code> luce as\u00ed:<\/p>\n\n\n\nCFLAGS = -s -O3 -march=pentium4<\/code><\/p>\n\n\n\nCXXFLAGS<\/code> as\u00ed:<\/p>\n\n\n\nCXXFLAGS = -s -O3 -march=pentium4<\/code><\/p>\n\n\n\n\" -s -O3 -march=pentium4 -D_REENTRANT -DADDON_DIR=\\\"\/opt\/alsaplayer-test\/lib\/alsaplayer\\\"\"<\/code><\/p>\n\n\n\nls -lh \/opt\/alsaplayer-test-optimizado\/bin\/alsaplayer | awk '{ print $5 }'<\/code><\/p>\n\n\n\n\"163K\"<\/code><\/p>\n\n\n\nReferencia de los parametros al compilador::<\/h2>\n\n\n\n
-s<\/code> Es una opci\u00f3n del enlazador que quita todas las tablas de s\u00edmbolos del ejecutable, entre otras cosas.<\/p>\n\n\n\nO3<\/code> Optimizar al m\u00e1s alto nivel, se genera c\u00f3digo espec\u00edfico de la m\u00e1quina.<\/p>\n\n\n\nO2<\/code>Nivel de optimizaci\u00f3n por defecto.<\/p>\n\n\n\n-march<\/code>:<\/p>\n\n\n\ni386<\/code> Intel 386i486<\/code> Intel\/AMD 486pentium<\/code> Intel Pentiumpentiumpro<\/code> Intel Pentium Propentium2<\/code> Intel PentiumII\/Celeronpentium3<\/code> Intel PentiumIII\/Celeronpentium4<\/code> Intel Pentium 4\/Celeronk6<\/code> AMD K6k6-2<\/code> AMD K6-2K6-3<\/code> AMD K6-3athlon<\/code> AMD Athlon\/Duronathlon-tbird<\/code> AMD Athlon Thunderbirdathlon-4<\/code> AMD Athlon Version 4athlon-xp<\/code> AMD Athlon XPathlon-mp<\/code> AMD Athlon MPwinchip-c6<\/code> Winchip C6winchip2<\/code> Winchip 2c3<\/code> VIA C3 Cyrix<\/p>\n\n\n\n