учебный пример подсказок компилятора вероятный() и маловероятно()
-
02-10-2019 - |
Вопрос
Как я могу продемонстрировать студентам удобство использования likely
и unlikely
подсказки компилятора (__builtin_expect
)?
Можете ли вы написать пример кода, который с этими подсказками будет работать в несколько раз быстрее, сравнивая код без подсказок.
Решение
Вот тот, который я использую, действительно неэффективная реализация чисел Фибоначчи:
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>
#define likely(x) __builtin_expect((x),1)
#define unlikely(x) __builtin_expect((x),0)
uint64_t fib(uint64_t n)
{
if (opt(n == 0 || n == 1)) {
return n;
} else {
return fib(n - 2) + fib(n - 1);
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int i, max = 45;
clock_t tm;
if (argc == 2) {
max = atoi(argv[1]);
assert(max > 0);
} else {
assert(argc == 1);
}
tm = -clock();
for (i = 0; i <= max; ++i)
printf("fib(%d) = %" PRIu64 "\n", i, fib(i));
tm += clock();
printf("Time elapsed: %.3fs\n", (double)tm / CLOCKS_PER_SEC);
return 0;
}
Чтобы продемонстрировать использование GCC:
~% gcc -O2 -Dopt= -o test-nrm test.c
~% ./test-nrm
...
fib(45) = 1134903170
Time elapsed: 34.290s
~% gcc -O2 -Dopt=unlikely -o test-opt test.c
~% ./test-opt
...
fib(45) = 1134903170
Time elapsed: 33.530s
На несколько сотен миллисекунд меньше.Этот выигрыш достигается за счет прогнозирования ветвей с помощью программиста.
Но теперь о том, что на самом деле должен делать программист:
~% gcc -O2 -Dopt= -fprofile-generate -o test.prof test.c
~% ./test.prof
...
fib(45) = 1134903170
Time elapsed: 77.530s /this run is slowed down by profile generation.
~% gcc -O2 -Dopt= -fprofile-use -o test.good test.c
~% ./test.good
fib(45) = 1134903170
Time elapsed: 17.760s
Благодаря профилированию времени выполнения с помощью компилятора нам удалось сократить исходные 34,290 до 17,760.Гораздо лучше, чем прогнозирование ветвей с помощью программиста!