关于循环展开优化的讨论

[jsblcg]

/*
联系我: [e-mail]
这段代码用于测试循环展开的性能,结果非常奇怪:
如果禁止编译器优化,循环展开如同一般文章所说,展开的越多性能越好，
但如果打开编译器优化(Visual C++ 6)，则小于某一尺寸(256K)的数据，
循环读展开没有多大影响，大于这个尺寸的值，展开2层即可，更多的展开
不会提高多少性能
更奇怪的是循环写展开反而性能下降！

数据如下(单位是时钟周期)
机器是P4 1.0G/256M
Windows 2000 Professional
Visual C++ 6.0

禁止优化时
读：
23358907 没有展开
19442372 展开2，有提高
18489986 展开4，提高不明显
17593574 展开8
写：
21410474 有提高
19782066
19475123
19970877

打开最大速度优化：
小数据时(数据意义同上)：
699698 影响不大
629779
668786
584814

142500 性能降低了！
571348
611947
675471

大数据时：
15888915
8841968 有提高
8353201
8093060

10166389 性能降低！！
19531106
20007260
19489649

谁能告诉我为什么如此？
*/

#include "stdafx.h"
#include<windows.h>

__int64 GetCounter();
void WriteTest();
void ReadTest();

#define SIZE 1024*1024

int a[SIZE];

int main(int argc, char* argv[])
{
ReadTest();
printf( "\n" );
WriteTest();
return 0;
}

void WriteTest()
{
int k;

for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k++ )
a[k] = 0;

__int64 t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k++ )
{
a[k] = 0;
}
__int64 t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );

t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k+=2 )
{
a[k] = 0;
a[k+1] = 0;
}
t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );

t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k+=4 )
{
a[k] = 0;
a[k+1] = 0;
a[k+2] = 0;
a[k+3] = 0;
}
t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );

t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k+=8 )
{
a[k] = 0;
a[k+1] = 0;
a[k+2] = 0;
a[k+3] = 0;
a[k+4] = 0;
a[k+5] = 0;
a[k+6] = 0;
a[k+7] = 0;
}
t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );
}


void ReadTest()
{
int k, d = 0;

for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k++ )
a[k] = 0;

__int64 t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k++ )
{
d += a[k];
}
__int64 t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );

t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k+=2 )
{
d += a[k];
d += a[k+1];
}
t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );

t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k+=4 )
{
d += a[k];
d += a[k+1];
d += a[k+2];
d += a[k+3];
}
t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );

t1 = GetCounter();
for( k=0; k<sizeof(a)/sizeof(int); k+=8 )
{
d += a[k];
d += a[k+1];
d += a[k+2];
d += a[k+3];
d += a[k+4];
d += a[k+5];
d += a[k+6];
d += a[k+7];
}
t2 = GetCounter();
Sleep(1000);
printf( "%I64d\n", t2 - t1 );
}

__declspec(naked)__int64 GetCounter()
{
__asm rdtsc
__asm ret
}

[jsblcg]

WriteTest()中赋值不能是0，否则会被优化掉，改为：
a[k] = k;
数据有所改变，大数据时写展开有微弱的性能提高，其他问题不变，建议运行一下

[jsblcg]

问题取消，太复杂了，刚测试发现还与指令缓存有关系。

[pacman2000]

...... 看来各个方面都有影响啊。

[sharkhuang]

深度探索c＋＋对象模型中有句话：
对于编译器的优化到底起什么杨的作用只有实际测试才知道。

[yjh1982]

在刚开始的code阶段,千万别作所谓的优化

[loveisbug]

俺现在比较关心空间性能，牺牲时间换取空间。

[blas]

可以试试矩阵乘法，自己写的和商业程序性能差一个数量级！

[sandrowjw]

展开太多的话指令会变长，不过这里主要是=0这种操作重复做的话实际上优化以后只会做一次。

还有一次测试的数据不是很准确，我曾经自己写了一个memcpy和库里的比速度，结果发觉有的时候是我快，有的时候是库里的快，但是总体上是库里的快。

[avalonBBS]

牵扯的方面太多了。。学习ing~~