-DNDEBUG with -Ofast比-Ofast慢

Question

我正在优化一个简单的遗传算法和神经网络，我正在摆弄GCC中的一些选项来生成更快的可执行文件。

在我的代码中，我有一些断言，例如

mat mat_add(mat a, mat b)
{
    assert(a->rows == b->rows);
    assert(a->cols == b->cols);
    mat m = mat_create(a->rows, a->cols);
    for(size_t i = 0; i < a->rows; i++) {
        for(size_t j = 0; j < a->cols; j++)
            mat_set(m, i, j, mat_get(a, i, j) + mat_get(b, i, j));
    }
    return m;
}

我想如果我添加-DNDEBUG来禁用断言，可执行文件会更快，因为它不会检查上面的条件。 然而，它实际上更慢。

没有-DNDEBUG ：

$ gcc src/*.c -lm -pthread -Iinclude/ -Wall -Ofast
$ for i in $(seq 1 5); do time ./a.out; done

real    0m11.677s
user    1m28.786s
sys     0m0.729s

real    0m11.716s
user    1m29.304s
sys     0m0.723s

real    0m12.217s
user    1m31.707s
sys     0m0.806s

real    0m12.602s
user    1m32.863s
sys     0m0.726s

real    0m12.225s
user    1m30.915s
sys     0m0.736s

使用-DNDEBUG ：

$ gcc src/*.c -lm -pthread -Iinclude/ -Wall -Ofast -DNDEBUG
$ for i in $(seq 1 5); do time ./a.out; done

real    0m13.698s
user    1m42.533s
sys     0m0.792s

real    0m13.764s
user    1m43.337s
sys     0m0.709s

real    0m13.655s
user    1m42.986s
sys     0m0.739s

real    0m13.836s
user    1m43.138s
sys     0m0.719s

real    0m14.072s
user    1m43.879s
sys     0m0.712s

它并没有太慢，但它是显而易见的。

什么可能导致这种放缓？

Answer 1

mat_set和mat_get函数是否对索引执行自己的边界检查？ 如果存在断言，则只有在b->rows == a->rows为true时才能访问循环。 允许编译器优化任何检查i < b->rows中mat_get为b ，因为它知道b->rows == a->rows和i < a->rows通过循环条件。

如果最终是这种情况，你可以通过添加（GNU C特性）来实现相同的无断言，并且没有任何运行时分支：

if (a->rows != b->rows || a->cols != b->cols)
    __builtin_unreachable();

一个更便携但不太可靠的方法是写一些无意义的未定义行为，如1/0; 在if体内。