Tại sao liên kết với hiệu suất hoán đổi librt giữa g ++ và clang?

Question

Tôi chỉ tìm thấy this answer từ @ tony-d với mã băng ghế dự bị để kiểm tra phí gọi điện trên mạng ảo. Tôi đã kiểm tra được chuẩn sử dụng g++:

$ g++ -O2 -o vdt vdt.cpp -lrt 
$ ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 0.128562 
switched: 150000000 0.0803207 
overheads: 150000000 0.0543323 
... 

tôi có hiệu suất tốt hơn mà mình (tỷ lệ là khoảng 2), nhưng sau đó tôi đã kiểm tra với clang:

$ clang++-3.7 -O2 -o vdt vdt.cpp -lrt 
$ ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 0.462368 
switched: 150000000 0.0569544 
overheads: 150000000 0.0509332 
... 

Bây giờ tỷ lệ tăng lên đến khoảng 70!

sau đó tôi nhận thấy các đối số dòng lệnh -lrt, và sau một chút googling về librt tôi đã cố gắng mà không có nó cho g++ và clang:

$ g++ -O2 -o vdt vdt.cpp 
$ ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 0.4661 
switched: 150000000 0.0815865 
overheads: 150000000 0.0543611 
... 
$ clang++-3.7 -O2 -o vdt vdt.cpp 
$ ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 0.155901 
switched: 150000000 0.0568319 
overheads: 150000000 0.0492521 
... 

Như bạn thấy, hiệu suất là swaped.

Từ những gì tôi tìm thấy về librt, nó là cần thiết cho clock_gettime và tính toán thời gian khác có liên quan (có lẽ tôi sai, chính xác cho tôi trong trường hợp này!) Nhưng mã biên dịch tốt mà không có -lrt, và thời điểm đó dường như đúng với những gì tôi xem.

Tại sao liên kết/không liên kết librt ảnh hưởng đến mã đó?

---

Thông tin về hệ thống và trình biên dịch của tôi:

$ g++ --version 
g++-5 (Ubuntu 5.3.0-3ubuntu1~14.04) 5.3.0 20151204 
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc. 

$ clang++-3.7 --version 
Debian clang version 3.7.1-svn254351-1~exp1 (branches/release_37) (based on LLVM 3.7.1) 
Target: x86_64-pc-linux-gnu 
Thread model: posix 

$ uname -a 
Linux ****** 3.13.0-86-generiC#130-Ubuntu SMP Mon Apr 18 18:27:15 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux 

Answer 1

tôi sẽ đoán được kết nối với oprimizer (nếu -lrt được chỉ định, vì cố gắng liên kết với thư viện tôi ưu hoa có nhiều dữ liệu và có thể tối ưu hóa khác nhau).

Đối với sự khác biệt, với g ++ (4.8.4) của tôi có cùng kết quả có và không có câu hỏi, nhưng clang (3.4.-lubuntu3) có sự khác biệt. Tôi cố gắng chạy này thông qua perftools thống kê với kết quả folloving:

$ g++ -O2 -o vdt vdt.cpp -lrt && perf stat -d ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 1.2304 
switched: 150000000 0.131782 
overheads: 150000000 0.0842732 
virtual dispatch: 150000000 1.13689 
switched: 150000000 0.137304 
overheads: 150000000 0.0854806 
virtual dispatch: 150000000 1.19261 
switched: 150000000 0.133561 
overheads: 150000000 0.0969093 

Performance counter stats for './vdt': 

     4068.861539 task-clock (msec)   # 0.961 CPUs utilized   
      1,068 context-switches   # 0.262 K/sec     
       0 cpu-migrations   # 0.000 K/sec     
       431 page-faults    # 0.106 K/sec     
    11,977,128,883 cycles     # 2.944 GHz      [40.18%] 
    6,088,274,331 stalled-cycles-frontend # 50.83% frontend cycles idle [39.92%] 
    3,984,855,636 stalled-cycles-backend # 33.27% backend cycles idle [39.98%] 
    6,581,309,599 instructions    # 0.55 insns per cycle   
              # 0.93 stalled cycles per insn [50.06%] 
    1,506,617,848 branches     # 370.280 M/sec     [50.12%] 
     303,871,937 branch-misses    # 20.17% of all branches   [49.88%] 
    2,708,080,460 L1-dcache-loads   # 665.562 M/sec     [49.94%] 
     559,844,530 L1-dcache-load-misses  # 20.67% of all L1-dcache hits [50.28%] 
       0 LLC-loads     # 0.000 K/sec     [40.05%] 
       0 LLC-load-misses   # 0.00% of all LL-cache hits [39.98%] 

     4.232477683 seconds time elapsed 

$ g++ -O2 -o vdt vdt.cpp && perf stat -d ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 1.11517 
switched: 150000000 0.14231 
overheads: 150000000 0.0840234 
virtual dispatch: 150000000 1.11355 
switched: 150000000 0.130082 
overheads: 150000000 0.116934 
virtual dispatch: 150000000 1.16225 
switched: 150000000 0.13281 
overheads: 150000000 0.0798615 

Performance counter stats for './vdt': 

     4050.314222 task-clock (msec)   # 0.993 CPUs utilized   
       707 context-switches   # 0.175 K/sec     
       0 cpu-migrations   # 0.000 K/sec     
       402 page-faults    # 0.099 K/sec     
    12,213,599,260 cycles     # 3.015 GHz      [39.72%] 
    6,987,416,990 stalled-cycles-frontend # 57.21% frontend cycles idle [40.25%] 
    4,675,829,189 stalled-cycles-backend # 38.28% backend cycles idle [40.17%] 
    6,611,623,206 instructions    # 0.54 insns per cycle   
              # 1.06 stalled cycles per insn [50.54%] 
    1,505,162,879 branches     # 371.616 M/sec     [50.48%] 
     298,748,152 branch-misses    # 19.85% of all branches   [50.30%] 
    2,710,580,651 L1-dcache-loads   # 669.227 M/sec     [50.04%] 
     551,212,908 L1-dcache-load-misses  # 20.34% of all L1-dcache hits [49.86%] 
       3 LLC-loads     # 0.001 K/sec     [39.62%] 
       0 LLC-load-misses   # 0.00% of all LL-cache hits [40.01%] 

     4.080288324 seconds time elapsed 

$ clang++ -O2 -o vdt vdt.cpp -lrt && perf stat -d ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 0.276252 
switched: 150000000 0.11926 
overheads: 150000000 0.0733678 
virtual dispatch: 150000000 0.249832 
switched: 150000000 0.0892711 
overheads: 150000000 0.117108 
virtual dispatch: 150000000 0.247705 
switched: 150000000 0.109486 
overheads: 150000000 0.0762541 

Performance counter stats for './vdt': 

     1347.887606 task-clock (msec)   # 0.989 CPUs utilized   
       222 context-switches   # 0.165 K/sec     
       0 cpu-migrations   # 0.000 K/sec     
       430 page-faults    # 0.319 K/sec     
    3,558,892,668 cycles     # 2.640 GHz      [42.47%] 
    1,316,787,839 stalled-cycles-frontend # 37.00% frontend cycles idle [42.61%] 
     438,592,926 stalled-cycles-backend # 12.32% backend cycles idle [40.57%] 
    6,388,507,180 instructions    # 1.80 insns per cycle   
              # 0.21 stalled cycles per insn [50.49%] 
    1,514,291,853 branches     # 1123.456 M/sec     [50.19%] 
     1,095,265 branch-misses    # 0.07% of all branches   [48.66%] 
    2,485,922,557 L1-dcache-loads   # 1844.310 M/sec     [47.99%] 
     577,213,257 L1-dcache-load-misses  # 23.22% of all L1-dcache hits [48.20%] 
       2 LLC-loads     # 0.001 K/sec     [40.51%] 
       0 LLC-load-misses   # 0.00% of all LL-cache hits [40.17%] 

     1.362403811 seconds time elapsed 

$ clang++ -O2 -o vdt vdt.cpp && perf stat -d ./vdt 
virtual dispatch: 150000000 1.0894 
switched: 150000000 0.0849747 
overheads: 150000000 0.0726611 
virtual dispatch: 150000000 1.03949 
switched: 150000000 0.0849843 
overheads: 150000000 0.0768674 
virtual dispatch: 150000000 1.07786 
switched: 150000000 0.0893431 
overheads: 150000000 0.0725624 

Performance counter stats for './vdt': 

     3667.235804 task-clock (msec)   # 0.993 CPUs utilized   
       356 context-switches   # 0.097 K/sec     
       0 cpu-migrations   # 0.000 K/sec     
       402 page-faults    # 0.110 K/sec     
    11,052,067,182 cycles     # 3.014 GHz      [39.98%] 
    5,346,555,173 stalled-cycles-frontend # 48.38% frontend cycles idle [40.10%] 
    3,480,506,097 stalled-cycles-backend # 31.49% backend cycles idle [40.09%] 
    6,351,819,740 instructions    # 0.57 insns per cycle   
              # 0.84 stalled cycles per insn [50.07%] 
    1,524,106,229 branches     # 415.601 M/sec     [50.17%] 
     299,296,742 branch-misses    # 19.64% of all branches   [50.05%] 
    2,393,484,447 L1-dcache-loads   # 652.667 M/sec     [49.93%] 
     554,010,640 L1-dcache-load-misses  # 23.15% of all L1-dcache hits [49.88%] 
       0 LLC-loads     # 0.000 K/sec     [40.33%] 
       0 LLC-load-misses   # 0.00% of all LL-cache hits [39.83%] 

     3.692786417 seconds time elapsed 

Những gì tôi có thể thấy rằng có một số khác biệt trong dự đoán rẽ nhánh (chi nhánh-bỏ lỡ) trong kêu vang (mà một lần nữa để tôi ưu hoa).