Question

如何阻止GCC / Clang内联和优化纯函数的多次调用？

我正在尝试对此表单的代码进行基准测试

int __attribute__ ((noinline)) my_loop(int const* array, int len) {
   // Use array to compute result.
 }

我的基准代码看起来像这样：

int main() {
  const int number = 2048;
   // My own aligned_malloc implementation.
  int* input = (int*)aligned_malloc(sizeof(int) * number, 32);
  // Fill the array with some random numbers.
  make_random(input, number);
  const int num_runs = 10000000;
  for (int i = 0; i < num_runs; i++) {
     const int result = my_loop(input, number); // Call pure function.
  }
  // Since the program exits I don't free input.
}

正如预期的那样，Clang似乎能够将其转变为O2的无操作（甚至可能在O1）。

我试图对我的实现进行实际测试的一些事情是：

将中间结果累积为整数并在结尾处打印结果：

const int num_runs = 10000000;
uint64_t total = 0;
for (int i = 0; i < num_runs; i++) {
  total += my_loop(input, number); // Call pure function.
}
printf("Total is %llu\n", total);

可悲的是，这似乎不起作用。 Clang至少足够聪明，意识到这是一个纯粹的功能，并将基准转换为这样的东西：

int result = my_loop();
uint64_t total = num_runs * result;
printf("Total is %llu\n", total);

在每次循环迭代结束时使用释放语义设置原子变量：

const int num_runs = 10000000;
std::atomic<uint64_t> result_atomic(0);
for (int i = 0; i < num_runs; i++) {
  int result = my_loop(input, number); // Call pure function.
  // Tried std::memory_order_release too.
  result_atomic.store(result, std::memory_order_seq_cst);
}
printf("Result is %llu\n", result_atomic.load());

我的希望是，因为原子会引入happens-before关系，所以Clang将被迫执行我的代码。但遗憾的是，它仍然进行了上述优化，并将原子的值设置为num_runs * result，而不是运行函数的num_runs次迭代。

在每个循环结束时设置一个volatile int，并总计总和。

const int num_runs = 10000000;
uint64_t total = 0;
volatile int trigger = 0;
for (int i = 0; i < num_runs; i++) {
  total += my_loop(input, number); // Call pure function.
  trigger = 1;
}
// If I take this printf out, Clang optimizes the code away again.
printf("Total is %llu\n", total);

这似乎可以解决问题，我的基准似乎也有效。出于多种原因，这并不理想。

根据我对C ++ 11内存模型的理解volatile set operations没有建立happens before关系，所以我不能确定某些编译器不会决定做同样的事情{ {1}}优化。
此方法似乎也不合需要，因为现在我在循环的每次运行中都有设置volatile int的开销（无论多么微小）。

是否存在阻止Clang / GCC优化此结果的规范方法。也许有一个pragma或什么？如果这种理想方法适用于编译器，则可以获得奖励。

Answer 1

您可以将指令直接插入到装配中。我有时使用宏来分割组件，例如将负载与计算和分支分开。

#define GCC_SPLIT_BLOCK(str)  __asm__( "//\n\t// " str "\n\t//\n" );

然后在源代码中插入

GCC_SPLIT_BLOCK（＆＃34;请保持此状态＆＃34;）

你的职能之前和之后

对纯C ++函数进行基准测试

1 个答案: