c – 循环地址对齐如何影响Intel x86_64的速度?

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我发现相同的C代码性能降低了15%,这些C代码编译为完全相同的机器指令但位于不同对齐的地址上.当我的小主循环从0x415220开始时,它比在0x415250时更快.我在Intel Core2 Duo上运行它.我在x86_64 Ubuntu上使用 gcc 4.4.5.

任何人都可以解释减速的原因以及如何强制gcc最佳地对齐循环?

以下是具有探查器注释的两种情况的反汇编:

  415220 576      12.56% |XXXXXXXXXXXXXX       48 c1 eb 08           shr    $0x8,%rbx
  415224 110       2.40% |XX                   0f b6 c3              movzbl %bl,%eax
  415227           0.00% |                     41 0f b6 04 00        movzbl (%r8,%rax,1),%eax
  41522c 40        0.87% |                     48 8b 04 c1           mov    (%rcx,8),%rax
  415230 806      17.58% |XXXXXXXXXXXXXXXXXXX  4c 63 f8              movslq %eax,%r15
  415233 186       4.06% |XXXX                 48 c1 e8 20           shr    $0x20,%rax
  415237 102       2.22% |XX                   4c 01 f9              add    %r15,%rcx
  41523a 414       9.03% |XXXXXXXXXX           a8 0f                 test   $0xf,%al
  41523c 680      14.83% |XXXXXXXXXXXXXXXX     74 45                 je     415283 ::Run(char const*,char const*)+0x4b3>
  41523e           0.00% |                     41 89 c7              mov    %eax,%r15d
  415241           0.00% |                     41 83 e7 01           and    $0x1,%r15d
  415245           0.00% |                     41 83 ff 01           cmp    $0x1,%r15d
  415249           0.00% |                     41 89 c7              mov    %eax,%r15d
  415250 679      13.05% |XXXXXXXXXXXXXXXX     48 c1 eb 08           shr    $0x8,%rbx
  415254 124       2.38% |XX                   0f b6 c3              movzbl %bl,%eax
  415257           0.00% |                     41 0f b6 04 00        movzbl (%r8,%eax
  41525c 43        0.83% |X                    48 8b 04 c1           mov    (%rcx,%rax
  415260 828      15.91% |XXXXXXXXXXXXXXXXXXX  4c 63 f8              movslq %eax,%r15
  415263 388       7.46% |XXXXXXXXX            48 c1 e8 20           shr    $0x20,%rax
  415267 141       2.71% |XXX                  4c 01 f9              add    %r15,%rcx
  41526a 634      12.18% |XXXXXXXXXXXXXXX      a8 0f                 test   $0xf,%al
  41526c 749      14.39% |XXXXXXXXXXXXXXXXXX   74 45                 je     4152b3 ::Run(char const*,char const*)+0x4c3>
  41526e           0.00% |                     41 89 c7              mov    %eax,%r15d
  415271           0.00% |                     41 83 e7 01           and    $0x1,%r15d
  415275           0.00% |                     41 83 ff 01           cmp    $0x1,%r15d
  415279           0.00% |                     41 89 c7              mov    %eax,%r15d

解决方法

Gcc有一个-falign-loops = n选项,其中n是要跳过的最大字节数,如果省略,将使用机器默认值. Gcc在-O2和-O3优化级别自动启用此功能.

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