mingw-w64：<cstdio>中的慢速sprintf

Question

C ++中的<cstdio>頭是否包含與<stdio.h>相同的函數但是放在std命名空間中？

我在使用mingw-w64編譯的程序中遇到了奇怪的效率問題，這比在linux上慢十倍。 經過一些測試后，我發現問題出現在sprintf 。

然后我做了以下測試：

#include <stdio.h>
// #include <cstdio>
// using std::sprintf;

int main () {
  int i;
  for (i = 0; i < 500000; i++){
    char x[100];
    sprintf(x, "x%dx%dx", i, i<<2);
  }
}

使用<stdio.h>編譯時，它比使用<cstdio>快15倍。 這是時間：

$ time ./stdio

real    0m0.557s
user    0m0.046s
sys     0m0.046s

$ time ./cstdio

real    0m7.465s
user    0m0.031s
sys     0m0.077s

$ g++ --version
g++.exe (rubenvb-4.8-stdthread) 4.8.1 20130324 (prerelease)
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

更新1 ：我進一步定時使用不同的mingw-w64版本（rubenvb，drangon和mingw-build），並發現使用<cstdio>所有32位版本定時4.x秒和64位版本7.x~8.x秒。 所有使用<stdio.h>版本的時間約為0.4~0.6秒。

更新2 ：我在gdb中反匯編了main函數，發現只有一行不同： <stdio.h>版本調用callq 0x4077c0 <sprintf>但<cstdio>版本調用callq 0x407990 <_Z7sprintfPcPKcz> 。

sprintf包含：

0x00000000004077c0 <+0>: jmpq   *0x7c6e(%rip) # 0x40f434 <__imp_sprintf>
0x00000000004077c6 <+6>: nop
0x00000000004077c7 <+7>: nop

在__imp_sprintf之后，我到達了msvcrt.dll的sprinf 。

_Z7sprintfPcPKcz包含一些mingw代碼：

0x0000000000407990 <+0>:     push   %rbp
0x0000000000407991 <+1>:     push   %rbx
0x0000000000407992 <+2>:     sub    $0x38,%rsp
0x0000000000407996 <+6>:     lea    0x80(%rsp),%rbp
0x000000000040799e <+14>:    mov    %rcx,-0x30(%rbp)
0x00000000004079a2 <+18>:    mov    %r8,-0x20(%rbp)
0x00000000004079a6 <+22>:    mov    %r9,-0x18(%rbp)
0x00000000004079aa <+26>:    mov    %rdx,-0x28(%rbp)
0x00000000004079ae <+30>:    lea    -0x20(%rbp),%rax
0x00000000004079b2 <+34>:    mov    %rax,-0x58(%rbp)
0x00000000004079b6 <+38>:    mov    -0x58(%rbp),%rdx
0x00000000004079ba <+42>:    mov    -0x28(%rbp),%rax
0x00000000004079be <+46>:    mov    %rdx,%r8
0x00000000004079c1 <+49>:    mov    %rax,%rdx
0x00000000004079c4 <+52>:    mov    -0x30(%rbp),%rcx
0x00000000004079c8 <+56>:    callq  0x402c40 <__mingw_vsprintf>
0x00000000004079cd <+61>:    mov    %eax,%ebx
0x00000000004079cf <+63>:    mov    %ebx,%eax
0x00000000004079d1 <+65>:    add    $0x38,%rsp
0x00000000004079d5 <+69>:    pop    %rbx
0x00000000004079d6 <+70>:    pop    %rbp

為什么cstdio使用不同（而且速度慢得多）的函數？

Answer 1

libstdc ++在構建期間定義了__USE_MINGW_ANSI_STDIO （ config/os/mingw32-w64/os_defines.h ），這將打開mingw sprintf包裝器。 正如@Michael Burr指出的那樣，這些包裝器存在C99 / GNU99兼容性。

您的測試沒有定義__USE_MINGW_ANSI_STDIO ，因此您將無法獲得stdio.h的包裝器。 但是因為它是在構建libstdc ++時定義的，所以你可以使用cstdio獲取它。 如果你在包含stdio.h之前自己定義它，你將再次得到包裝器。

所以你確實得到了不同的實現，而cstdio std::sprintf不一定與stdio.h sprintf相同，至少在涉及到mingw時不一樣。

這是一個測試。 首先來源：

#ifdef USE_STDIO
  #include <stdio.h>
#else
  #include <cstdio>
  using std::sprintf;
#endif

int main () {
  int i;
  for (i = 0; i < 500000; i++){
    char x[100];
    sprintf(x, "x%dx%dx", i, i<<2);
  }
}

結果：

$ g++ -o test_cstdio.exe test.cc
$ g++ -o test_stdio.exe -DUSE_STDIO test.cc
$ g++ -o test_stdio_wrap.exe -DUSE_STDIO -D__USE_MINGW_ANSI_STDIO test.cc

$ for x in test_*.exe; do ( echo $x; objdump -d $x | grep sprintf; echo ); done
test_cstdio.exe
  40154a:   e8 41 64 00 00          callq  407990 <_Z7sprintfPcPKcz>
0000000000402c40 <__mingw_vsprintf>:
0000000000407990 <_Z7sprintfPcPKcz>:
  4079c8:   e8 73 b2 ff ff          callq  402c40 <__mingw_vsprintf>

test_stdio.exe
  40154a:   e8 71 62 00 00          callq  4077c0 <sprintf>
00000000004077c0 <sprintf>:
  4077c0:   ff 25 6e 6c 00 00       jmpq   *0x6c6e(%rip)        # 40e434 <__imp_sprintf>

test_stdio_wrap.exe
  40154a:   e8 41 64 00 00          callq  407990 <_Z7sprintfPcPKcz>
0000000000402c40 <__mingw_vsprintf>:
0000000000407990 <_Z7sprintfPcPKcz>:
  4079c8:   e8 73 b2 ff ff          callq  402c40 <__mingw_vsprintf>