c – GCC优化:如何减少操作速度?

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了c – GCC优化:如何减少操作速度?前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。
在尝试为我的代码(使用128位整数)的一些选项进行基准测试时,我观察到一个我根本无法理解的行为.有人可以点亮这个吗?
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <time.h>

int main(int a,char** b)
{
    printf("Running tests\n");

    clock_t start = clock();
    unsigned __int128 t = 13;
    for(unsigned long i = 0; i < (1UL<<30); i++)
        t += 23442*t + 25;
    if(t == 0) printf("0\n");
    printf("u128,+25,took %fs\n",double(clock() - start)/CLOCKS_PER_SEC);

    start = clock();
    t = 13;
    for(unsigned long i = 0; i < (1UL<<30); i++)
        t += 23442*t;
    if(t == 0) printf("0\n");
    printf("u128,no+,double(clock() - start)/CLOCKS_PER_SEC);

    start = clock();
    unsigned long u = 13;
    for(unsigned long i = 0; i < (1UL<<30); i++)
        u += 23442*u + 25;
    if(u == 0) printf("0\n");
    printf("u64,double(clock() - start)/CLOCKS_PER_SEC);

    start = clock();
    u = 13;
    for(unsigned long i = 0; i < (1UL<<30); i++)
        u += 23442*u;
    if(u == 0) printf("0\n");
    printf("u64,double(clock() - start)/CLOCKS_PER_SEC);

    return 0;
}

(请注意,printf在这里,以便gcc不优化for循环)
在我的系统上,这可靠地产生以下输出

u128,took 2.411922s
u128,took 1.799805s
u64,took 1.797960s
u64,took 2.454104s

虽然128位整数行为是有意义的,但我看不清如何使用较少操作的64位循环显着(30%)较慢.

这是一个已知的行为吗?在编写这种循环时尝试从优化中获益的一般规则是什么?

编辑:仅当使用-O3选项编译时才会观察到该行为.

gcc -lstdc++ -O3 -o a main.cpp

u128,took 2.413949s
u128,took 1.799469s
u64,took 1.798278s
u64,took 2.453414s

gcc -lstdc++ -O2 -o a main.cpp

u128,took 2.415244s
u128,took 1.800499s
u64,took 1.798699s
u64,took 1.348133s

解决方法

循环非常紧张,依赖停顿,ALU忙等来发挥主导作用.因此,结果不是可靠的,对其他因素比实际的指令执行更敏感.

注意,25可以与乘法一起并行计算.

PS.我的结果在4970K:

gcc version 5.2.1 20151010
gcc -lstdc++ -O2 -o a a.cpp

u128,took 1.346360s
u128,took 1.022965s
u64,took 1.020189s
u64,took 0.765725s

编辑:在对-O2和-O3进行反汇编后,主要区别在于代码生成. (以上原因仍然在不同的测试机器/环境下保持-O2产生略微不同的结果)

-02:

400618:       48 69 d2 93 5b 00 00    imul   $0x5b93,%rdx,%rdx
40061f:       48 83 e8 01             sub    $0x1,%rax
400623:       75 f3                   jne    400618 <_Z4testv+0x18>

-O3:

400628:       66 0f 6f d9             movdqa %xmm1,%xmm3
40062c:       83 c0 01                add    $0x1,%eax
40062f:       66 0f 6f c1             movdqa %xmm1,%xmm0
400633:       66 0f f4 cc             pmuludq %xmm4,%xmm1
400637:       3d 00 00 00 20          cmp    $0x20000000,%eax
40063c:       66 0f f4 da             pmuludq %xmm2,%xmm3
400640:       66 0f 73 d0 20          psrlq  $0x20,%xmm0
....

O3生成矢量化代码,而循环具有很大的依赖性,不能从矢量化中获得值.它实际上生成了更复杂的代码,因此具有更长的时间.

原文链接:https://www.f2er.com/c/115659.html

猜你在找的C&C++相关文章