什么是LFS和gentoo CFLAGS参数详解

1.

LFS官网:http://www.linuxfromscratch.org/

LFS──Linux from Scratch，就是一种从网上直接下载源码，从头编译LINUX的安装方式。它不是发行版，只是一个菜谱，告诉你到哪里去买菜（下载源码），怎么把这些生东西( raw code) 作成符合自己口味的菜肴──个性化的linux，不单单是个性的桌面。

Linux From Scratch项目简称编辑

Linux From Scratch项目简称LFS，它提供具体的步骤、特定的补丁、必须的脚本，从而提供一个简便的创建Linux发行版的途径。LFS并不是一个发行版，但是它可以作为制作初级发行版的良好练习。

制作

• 制作过程
  快速浏览官方文档即可（没必要仔细翻阅，抓几个关键点即可）
• 一般套路
  以下步骤在LFS制作中会重复几次乃至几十次：

1，

tar xf foo-version.tar.*

cd foo-version

./configure --prefix=xxx --xxx=xxxx ······

make

make install

cd ..

rm -rf foo-version

2，

tar xf foo-version.tar.*

cd foo-version

patch -Np1 -i ../xxx.patch

mkdir ../foo-build

cd foo-build

../foo-version/configure --prefix=xxx --xxx=xxxx ······

make

make install

cd ..

rm -rf foo-version foo-build

具体编译参数复制文档中对应部分即可

• 实际意义
  LFS的意义不在于机械地编译，事实上，按照文档描述，简单地点击键盘即可生成一个简略的发行版，这并不是存在时间达13年的LFS的目的。LFS的意义在于让使用者理解编译参数的作用，理解补丁的作用，理解LFS附带的脚本的工作过程，从而达到脱离LFS、独立制作并完善发行版的目的。
  由于LFS提供的是一个通用的Linux发行版制作流程，LFS并不能保证制作最终产物符合制作者个人口味，也不能保证质量。

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                                                                                                                CFLAGS参数详解

相信使用lfs,gentoo的用户对CFLAGS这个东东会比较了解 :)
不少Linuxer对Gentoo,LFS的印象是速度比其他发行版要快的多!  
而这个CFLAGS就是达到最佳效能的东东。
如果你想编译出的程序更快，运行的更好。
快来挑选出最符合自己的CFLAGS吧！ ^_^

CFLAGS 简介  

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 <cpu-type> 换成您的 CPU，以及根据系统支持程度启动 [] 里面的选项：  

* 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=<cpu-type> -mtune=<cpu-type> -O2 -pipe -fomit-frame-pointer   
      * 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=<cpu-type> -mtune=<cpu-type> -mfpmath=sse,387 [-mmmx -msse -msse2 -msse3 -m3dnow] -minline-all-stringops -pipe -O3 -fomit-frame-pointer -fforce-addr -finline-functions -finline-limit=800 -fmove-all-movables -freduce-all-givs -freorder-blocks -freorder-functions -fexpensive-optimizations -falign-functions -falign-labels -falign-loops -falign-jumps -frename-registers -fweb -funit-at-a-time -funroll-loops -fprefetch-loop-arrays -ffunction-sections -fdata-sections -fbranch-target-load-optimize -fbranch-target-load-optimize2
      * 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=<cpu-type> -mtune=<cpu-type> -mfpmath=sse,387 [-mmmx -msse -msse2 -msse3 -m3dnow] -maccumulate-outgoing-args -malign-stringops -pipe -Os -fomit-frame-pointer -fforce-addr -finline-functions -finline-limit=400 -fmove-all-movables -freduce-all-givs -freorder-blocks -freorder-functions -fexpensive-optimizations -frename-registers -fweb -funit-at-a-time -fbranch-target-load-optimize -fbranch-target-load-optimize2
      * 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=<cpu-type> -mtune=<cpu-type> -mfpmath=sse,387 [-mmmx -msse -msse2 -msse3 -m3dnow] -pipe -Os -fomit-frame-pointer -fforce-addr -finline-functions -finline-limit=400 -fmove-all-movables -freduce-all-givs -freorder-blocks -freorder-functions -fexpensive-optimizations -falign-functions -falign-labels -falign-loops -falign-jumps -frename-registers -fweb -funit-at-a-time -fbranch-target-load-optimize -fbranch-target-load-optimize2

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

本文来自：
http://www.linuxfans.org/nuke/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=Array3Array61