Question

我在C中分析了pre和post增量运算符（出于好奇，不是为了微优化目的！），我得到了一些令人惊讶的结果。我期望后增量运算符更慢，但我的所有测试都表明它（非平凡）更快。我甚至查看了在gcc中使用-S标志生成的汇编代码，并且post有一条额外的指令（如预期的那样）。有谁能解释一下？我在Arch Linux上使用gcc 4.8.1。

这是我的代码。

编辑：我的代码中存在整数溢出错误。它不会影响问题，但您应该注意实际的迭代次数与传入的参数不同。

Post.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
    if (argc < 2) {
        printf("Missing required argument\n");
        exit(1);
    }
    int iterations = atoi(argv[1]);

    int x = 1;
    int y;

    int i;
    for (i = 0; i < iterations; i++) {
        y = x++;
    }

    printf("%d\n", y);
}

Pre.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
    if (argc < 2) {
        printf("Missing required argument\n");
        exit(1);
    }
    int iterations = atoi(argv[1]);

    int x = 1;
    int y;

    int i;
    for (i = 0; i < iterations; i++) {
        y = ++x;
    }

    printf("%d\n", y);
}

结果如下：

$ gcc post.c -o post
$ gcc pre.c -o pre
$ I=100000000000; time ./post $I; time ./pre $I
1215752192

real    0m2.777s
user    0m2.777s
sys     0m0.000s
1215752193

real    0m3.140s
user    0m3.137s
sys     0m0.003s

我前段时间也写过timing script。运行得到相同的结果：

$ I=100000000000; comptime "./pre $I" "./post $I"
3193 3133 3157 3143 3133 3153 3147 3150 3143 3146 3143
2743 2767 2700 2727 2700 2697 2727 2710 2680 2783 2700
Mean 1: 3149.18
Mean 2: 2721.27
SD 1: 6.1800
SD 2: 21.2700

输出主要是自我解释，但想法是它运行两个程序10次（默认情况下）并计算结果的平均值和标准差（以毫秒为单位）。

我已经将gcc为post.c和pre.c生成的汇编代码包含在pastebin中，因为我不想将这篇文章与可能不必要的内容混为一谈。

很抱歉再次提起这场辩论，但这些数字对我来说似乎很奇怪。

Answer 1

有趣的问题。我把它作为评论开始，但它有点长。

所以，这就是我所做的，我像这样运行了pre和post：

$ for i in $(seq 1 10); do command time -f "%U" ./pre 1000000000 2> pre.times
$ echo 'd=load("pre.times"); min(d), mean(d), max(d), std(d)' | octave -q

我得到了（我已经替换ans以使其更具可读性）：

min =  2.2900
avg =  2.3550
max =  2.4000
std =  0.040893

我类似地跑了post并得到了：

min =  2.1900
avg =  2.2590
max =  2.3800
std =  0.055668

简而言之，我发现在Ubuntu 12.04 amd64上使用Ivy Bridge CPU和gcc 4.6.3的差异要小得多。

反汇编只显示了一些指令的轻微重新排序，没有额外的指令（我想知道你为什么期望它）。

我最好的猜测是，这是一个非常微妙的CPU问题，例如，μop在保留站中等待操作数转发再花费一个周期。在我的设置上没有什么超级明显的，这是肯定的。

Pre与post增量运算符分析结果

1 个答案: