考虑以下测试程序:
int main( void ) {
int iterations = 1000000000;
while ( iterations > 0 )
-- iterations;
}
Loop value on the stack (dereferenced)
int main( void ) {
int iterations = 1000000000;
int * p = & iterations;
while ( * p > 0 )
-- * p;
}
#include <stdlib.h>
int main( void ) {
int * p = malloc( sizeof( int ) );
* p = 1000000000;
while ( *p > 0 )
-- * p;
}
通过使用 -O0 编译它们,我得到以下执行时间:
case1.c
real 0m2.698s
user 0m2.690s
sys 0m0.003s
case2.c
real 0m2.574s
user 0m2.567s
sys 0m0.000s
case3.c
real 0m2.566s
user 0m2.560s
sys 0m0.000s
[编辑] 以下是 10 次执行的平均值:
case1.c
2.70364
case2.c
2.57091
case3.c
2.57000
为什么第一个测试用例的执行时间比较长,这似乎是最简单的?
我目前的架构是 x86 虚拟机 (Archlinux)。我用 gcc (4.8.0) 和 clang (3.3) 都得到了这些结果。
[编辑 1] 生成的汇编代码几乎相同,只是第二个和第三个的指令比第一个多。
[edit 2] 这些性能是可重现的(在我的系统上)。每次执行都会有相同的数量级。
[edit 3] 我不太关心未优化程序的性能,但我不明白为什么它会变慢,我很好奇。
最佳答案
很难说这是否是原因,因为我正在做一些猜测,而您没有给出一些细节(比如您使用的是哪个目标)。但是当我在没有使用 x86 目标进行优化的情况下进行编译时,我看到的是以下用于递减 iterations
变量的序列:
案例一:
L3:
sub DWORD PTR [esp+12], 1
L2:
cmp DWORD PTR [esp+12], 0
jg L3
案例二:
L3:
mov eax, DWORD PTR [esp+12]
mov eax, DWORD PTR [eax]
lea edx, [eax-1]
mov eax, DWORD PTR [esp+12]
mov DWORD PTR [eax], edx
L2:
mov eax, DWORD PTR [esp+12]
mov eax, DWORD PTR [eax]
test eax, eax
jg L3
您在案例 1 中看到的一个很大的区别是 L3
中的指令读取和写入内存位置。紧随其后的是一条指令,该指令读取刚刚写入的相同内存位置。这种指令序列(写入相同的内存位置,然后在下一条指令中立即使用)通常会导致现代 CPU 中的某种流水线停顿。
您会注意到,在情况 2 中不存在写入后立即读取同一位置。
再一次 - 这个答案是一些有根据的推测。
关于c - 为什么取消引用使我的程序更快?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/17688367/