全局变量带来意想不到的表现
我使用全局变量得到了一个奇怪的结果。 这个问题受到另一个问题的启发。 在下面的代码中，如果我改变了
int ncols = 4096;
至
static int ncols = 4096;
要么
const int ncols = 4096;
代码运行速度更快，组装更简单。
//c99 -O3 -Wall -fopenmp foo.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <omp.h>
int nrows = 4096;
int ncols = 4096;
//static int ncols = 4096;
char* buff;
void func(char* pbuff, int * _nrows, int * _ncols) {
for (int i=0; i<*_nrows; i++) {
for (int j=0; j<*_ncols; j++) {
*pbuff += 1;
pbuff++;
}
}
}
int main(void) {
buff = calloc(ncols*nrows, sizeof*buff);
double dtime = -omp_get_wtime();
for(int k=0; k<100; k++) func(buff, &nrows, &ncols);
dtime += omp_get_wtime();
printf("time %.16en", dtime/100);
return 0;
}
如果char* buff是自动变量（即不是global或static ），我也会得到相同的结果。 我的意思是：
//c99 -O3 -Wall -fopenmp foo.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <omp.h>
int nrows = 4096;
int ncols = 4096;
void func(char* pbuff, int * _nrows, int * _ncols) {
for (int i=0; i<*_nrows; i++) {
for (int j=0; j<*_ncols; j++) {
*pbuff += 1;
pbuff++;
}
}
}
int main(void) {
char* buff = calloc(ncols*nrows, sizeof*buff);
double dtime = -omp_get_wtime();
for(int k=0; k<100; k++) func(buff, &nrows, &ncols);
dtime += omp_get_wtime();
printf("time %.16en", dtime/100);
return 0;
}
如果我将buff改为一个短指针，那么性能很快，并且不依赖于如果ncols是静态的，或者如果buff是自动的，则不变。 但是，当我使用buff作为int*指针时，我观察到与char*相同的效果。
我认为这可能是由于指针别名，所以我也试过
void func(int * restrict pbuff, int * restrict _nrows, int * restirct _ncols)
但它没有区别。
这是我的问题
buff是char*指针或int*全局指针时，为什么当ncols具有文件范围或常量时代码更快？ buff是一个自动变量而不是全局或静态代码更快？ buff不是一个简短的指针？ restrict没有明显的影响？ 请注意，我使用omp_get_wtime()仅仅是因为它便于计时。
正如它所写的，一些元素允许GCC在优化方面采取不同的行为; 很可能，我们看到的影响最大的优化是循环矢量化。 因此，
为什么代码更快？
代码更快，因为它的热门部分func的循环已经通过自动矢量化进行了优化。 在使用static / const的合格ncols的情况下，的确，GCC发出：
注意：向量化循环
注意：为了增强对齐，矢量化循环去皮
如果您打开-fopt-info-loop ， -fopt-info-vec或那些进一步-optimized组合，因为它具有相同的效果，这是可见的。
在这种情况下，GCC能够计算应用矢量化所需的直观迭代次数。 这也是由于buf的存储，如果没有另外指定，它是外部的。 整个矢量化会立即跳过，不像buff在本地进行并成功。
为什么要这样？ func接受一个char* ，它可以替代任何东西。
我不认为，因为GCC在调用func时可以看到它们没有别名：不需要restrict 。
一个const很可能会一直产生更快或等同快速的代码作为读/写变量，因为编译器知道变量将不会改变，这又使得一大堆的优化选项。
声明一个文件范围变量int或static int不应该影响性能，因为它仍然会被分配在相同的地方： .data节。
但正如在注释中提到的那样，如果变量是全局变量，编译器可能不得不假定某个其他文件（翻译单元）可能会修改它并因此阻止某些优化。 我想这是发生了什么。
但是这不应该成为任何关注的问题，因为从来没有理由在C语言中声明全局变量。 总是声明它们是static以防止该变量被滥用以进行意大利面条编码。
一般来说，我也会质疑你的基准测试结果。 在Windows中你应该使用QueryPerformanceCounter和类似的。 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/dn553408%28v=vs.85%29.aspx
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