C循环: Why doesn't this work?的缓存优化

Question

我正在尝试复制本文的第一段代码

http://www.drdobbs.com/parallel/cache-friendly-code-solving-manycores-ne/240012736

即:

static volatile int array[Size];
static void test_function(void)
{
    for (int i = 0; i < Iterations; i++)
        for (int x = 0; x < Size; x++)
          array[x]++;
}

我在带有 Ivy Bridge 处理器的 OS X 上运行，因此有 64KiB 的 L1 缓存。但是，无论我围绕数组大小进行多少更改，都需要相同的时间。这是我的代码:

#define ARRAY_SIZE 16 * 1024
#define NUM_ITERATIONS 200000

volatile int array[ARRAY_SIZE];

int main(int argc, const char * argv[])
{
    for (int i = 0; i < NUM_ITERATIONS; i++)
        for (int x = 0; x < ARRAY_SIZE; x++)
            array[x]++;
    return 0;
}

现在，根据文章建议的逻辑，array 应该是 64KiB 并利用我所有的 L1 缓存。但是，我尝试过使用 ARRAY_SIZE 的许多不同组合(最多 160 * 1024)，相应地设置 NUM_ITERATIONS，但每种组合大约需要相同的时间。

我正在使用 gcc -o cachetest cachetest.c 进行编译，没有其他选项。是否有某种我不知道的优化正在进行，即使使用了 volatile？还是有那么多我都分不清的并行进程和上下文切换？这里发生了什么？我很困惑。

非常感谢!

Answer 1

有两件事:

• 编译器可能会对您的代码进行一些默认优化
• 您的代码不在任何其他代码/函数中使用 array，它只会在循环内递增数组值，因此编译器可能会通过将您的程序更改为不执行任何操作(仅返回 0)来进一步优化它, 这仍然是正确的。

我建议:

• 在循环内添加更多代码，这样编译器就不会删除您的代码，例如:printf 数组值，或将数组值添加到 sum 变量，然后在循环结束时打印 sum 变量。
• 使用 -O0 选项编译时关闭所有编译器优化。
• 使用-S选项检查编译器生成的代码的汇编文件