我编写了程序,并在Intel Core i5-2500上的Visual Studio 2010中为x64和x86平台编译. x64版本需要大约19秒才能执行,x86需要大约17秒钟.可能是这种行为的原因？
#include "timer.h"
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <sstream>
/********************DECLARATIONS************************************************/
class Vector
{
public:
Vector():x(0),y(0),z(0){}
Vector(double x,double y,double z)
: x(x),y(y),z(z)
{
}
double x;
double y;
double z;
};
double Dot(const Vector& a,const Vector& b)
{
return a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z;
}
class Vector2
{
public:
typedef double value_type;
Vector2():x(0),y(0){}
Vector2(double x,double y)
: x(x),y(y)
{
}
double x;
double y;
};
/******************************TESTS***************************************************/
void Test(const std::vector<Vector>& m,std::vector<Vector2>& m2)
{
Vector axisX(0.3f,0.001f,0.25f);
Vector axisY(0.043f,0.021f,0.45f);
std::vector<Vector2>::iterator i2 = m2.begin();
std::for_each(m.begin(),m.end(),[&](const Vector& v)
{
Vector2 r(0,0);
r.x = Dot(axisX,v);
r.y = Dot(axisY,v);
(*i2) = r;
++i2;
});
}
int main()
{
cpptask::Timer timer;
int len2 = 300;
size_t len = 5000000;
std::vector<Vector> m;
m.reserve(len);
for (size_t i = 0; i < len; ++i)
{
m.push_back(Vector(i * 0.2345,i * 2.67,i * 0.98));
}
/***********************************************************************************/
{
std::vector<Vector2> m2(m.size());
double time = 0;
for (int i = 0; i < len2; ++i)
{
timer.Start();
Test(m,m2);
time += timer.End();
}
std::cout << "Dot product double - " << time / len2 << std::endl;
}
/***********************************************************************************/
return 0;
}
解决方法
简短答案：这是一个编译器打嗝. x64优化程序失败.
长答案：
如果SSE2被禁用,这个x86版本很慢.但是我可以在x86中启用SSE2来重现结果.
如果你潜入最内圈循环的装配. x64版本最后有两个额外的内存副本.
86：
$LL71@main: movsd xmm2,QWORD PTR [eax-8] movsd xmm0,QWORD PTR [eax-16] movsd xmm3,QWORD PTR [eax] movapd xmm1,xmm0 mulsd xmm0,QWORD PTR __real@3fa60418a0000000 movapd xmm7,xmm2 mulsd xmm2,QWORD PTR __real@3f95810620000000 mulsd xmm7,xmm5 mulsd xmm1,xmm4 addsd xmm1,xmm7 movapd xmm7,xmm3 mulsd xmm3,QWORD PTR __real@3fdcccccc0000000 mulsd xmm7,xmm6 add eax,24 ; 00000018H addsd xmm1,xmm7 addsd xmm0,xmm2 movq QWORD PTR [ecx],xmm1 addsd xmm0,xmm3 movq QWORD PTR [ecx+8],xmm0 lea edx,DWORD PTR [eax-16] add ecx,16 ; 00000010H cmp edx,esi jne SHORT $LL71@main
64位：
$LL175@main: movsdx xmm3,QWORD PTR [rdx-8] movsdx xmm5,QWORD PTR [rdx-16] movsdx xmm4,QWORD PTR [rdx] movapd xmm2,xmm3 mulsd xmm2,xmm6 movapd xmm0,xmm5 mulsd xmm0,xmm7 addsd xmm2,xmm0 movapd xmm1,xmm4 mulsd xmm1,xmm8 addsd xmm2,xmm1 movsdx QWORD PTR r$109492[rsp],xmm2 mulsd xmm5,xmm9 mulsd xmm3,xmm10 addsd xmm5,xmm3 mulsd xmm4,xmm11 addsd xmm5,xmm4 movsdx QWORD PTR r$109492[rsp+8],xmm5 mov rcx,QWORD PTR r$109492[rsp] mov QWORD PTR [rax],rcx mov rcx,QWORD PTR r$109492[rsp+8] mov QWORD PTR [rax+8],rcx add rax,16 add rdx,24 lea rcx,QWORD PTR [rdx-16] cmp rcx,rbx jne SHORT $LL175@main
x64版本在循环结束时有更多(无法解释的)动作.它看起来像某种内存到内存数据副本.
编辑：
原来,x64优化器无法优化以下副本：
(*i2) = r;
这就是为什么内部循环有两个额外的内存副本.如果将循环更改为：
std::for_each(m.begin(),[&](const Vector& v)
{
i2->x = Dot(axisX,v);
i2->y = Dot(axisY,v);
++i2;
});
这消除了副本.现在x64版本和x86版本一样快：
x86: 0.0249423 x64: 0.0249348
经验教训：编译器不完美.
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