Warum macht die -O3-Flagge von GCC meinen Code manchmal langsamer als -O2?

Unerwartete Leistungsauswirkungen des GCC-Optimierungsflags -O3

Beim Optimieren von Code mithilfe von GCC ist es nicht ungewöhnlich, dass Benutzer auf unerwartete Leistungsunterschiede stoßen zwischen verschiedenen Optimierungsstufen. In diesem Fall untersuchen wir einen speziellen Fall, in dem das Flag -O3 den Code scheinbar langsamer laufen lässt als das Flag -O2.

Um das Problem besser zu verstehen, gehen wir näher auf die Optimierungstechniken ein von GCC unter jeder Flagge eingesetzt:

Optimierungsstufe -O3:

• GCC -O3 optimiert den Code für maximale Leistung, was häufig zu dem effizientesten ausführbaren Code führt.
• Diese Optimierungsstufe kann jedoch auch dazu führen Änderungen im verwendeten Befehlssatz, die sich aufgrund architektonischer Einschränkungen möglicherweise auf die Ausführungsgeschwindigkeit auswirken.

Optimierungsstufe -O2:

• GCC -O2 zielt darauf ab, ein Gleichgewicht zwischen Codeeffizienz und Vorhersagbarkeit zu finden.
• Es verwendet Optimierungen, die typischerweise die Leistung verbessern und gleichzeitig die Konsistenz im generierten Code wahren.

Erläuterung der beobachteten Leistung Unterschied:

Im Fall des bereitgestellten Codes bewirkt das Optimierungsflag -O3, dass GCC eine bedingte Verschiebungsanweisung (cmov) innerhalb der Primärschleife verwendet. Diese Anweisung ist zwar in bestimmten Situationen effizient, kann aber die von der Schleife getragene Abhängigkeitskette um zwei Taktzyklen verlängern.

Die betreffende Schleife iteriert über ein Array und führt eine bedingte Summierung basierend auf dem Wert an jedem Index durch. Mit -O2 verwendet GCC einen Verzweigungsbefehl anstelle von cmov, wodurch die Länge der Abhängigkeitskette effektiv auf einen einzelnen Taktzyklus reduziert wird. Diese kürzere Kette ermöglicht eine schnellere Ausführung, insbesondere in Szenarien, in denen Daten sortiert sind und die Vorhersagbarkeit hoch ist.

Software-Profilerstellung und -Optimierungen:

Um diese Beobachtungen zu bestätigen, der Code wurde mit den Flags -O3 und -O2 kompiliert und mit Software-Profiling-Tools analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die verzweigte Version (kompiliert mit -O2) tatsächlich schneller ausgeführt wurde als die verzweigte Version (kompiliert mit -O3).

Obwohl -O3 theoretisch aggressiver bei der Optimierung ist, wurde die Wahl für die Verwendung der cmov-Anweisung getroffen kann in bestimmten Fällen zu Leistungseinbußen führen. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, das richtige Optimierungsflag basierend auf den spezifischen Codemerkmalen, Datenmustern und der Zielarchitektur auszuwählen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWarum macht die -O3-Flagge von GCC meinen Code manchmal langsamer als -O2?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!