Wine上的可执行文件运行速度比Windows快 - 为什么？

Question

解决方案:显然,罪魁祸首是使用floor(),其性能在glibc中依赖于操作系统.

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这是前一个问题的后续问题:Linux上的程序速度比Windows快 - 为什么？

我有一个小的C++程序,当用nuwen gcc 4.6.1编译时,在Wine上比在Windows XP上运行得快得多(在同一台计算机上).问题:为什么会发生这种情况？

Wine和Windows的时间分别为~15.8和25.9秒.请注意,我在谈论相同的可执行文件,而不仅仅是相同的C++程序.

源代码在帖子的末尾.编译后的可执行文件在这里(如果你足够信任我).

这个特殊的程序没有任何用处,它只是一个最小的例子,从我有一个更大的程序.请参阅另一个问题,以获得原始程序的一些更精确的基准测试(重要!!)和最常见的可能性排除(例如其他程序在Windows上占用CPU,处理启动损失,系统调用的差异,如内存分配) .另请注意,虽然我在这里使用的rand()是简单,但在原版中我使用了自己的RNG,我知道它没有堆分配.

我在这个主题上提出一个新问题的原因是,现在我可以发布一个实际的简化代码示例来重现这个现象.

代码:

#include <cstdlib>
#include <cmath>


int irand(int top) {
    return int(std::floor((std::rand() / (RAND_MAX + 1.0)) * top));
}

template<typename T>
class Vector {
    T *vec;
    const int sz;

public:
    Vector(int n) : sz(n) {
        vec = new T[sz];
    }

    ~Vector() {
        delete [] vec;
    }

    int size() const { return sz; }

    const T & operator [] (int i) const { return vec[i]; }
    T & operator [] (int i) { return vec[i]; }
};


int main() {
    const int tmax = 20000; // increase this to make it run longer
    const int m = 10000;
    Vector<int> vec(150);

    for (int i=0; i < vec.size(); ++i)
        vec[i] = 0;

    // main loop
    for (int t=0; t < tmax; ++t)
        for (int j=0; j < m; ++j) {
            int s = irand(100) + 1;
            vec[s] += 1;
        }

    return 0;
}

UPDATE

似乎如果我irand()在上面替换某些确定性的东西,比如

int irand(int top) {
    static int c = 0;
    return (c++) % top;
}

然后时间差消失了.我想要注意的是,在我的原始程序中,我使用了不同的RNG,而不是系统rand().我现在正在挖掘它的来源.

更新2

现在我用irand()相当于原始程序中的函数替换了函数.它有点冗长(算法来自Numerical Recipes),但重点是要显示没有系统库被明确地调用(除了可能通过floor()).但时间差仍然存在!

或许floor()可以归咎于？或者编译器生成其他东西的调用？

class ran1 {
    static const int table_len = 32;
    static const int int_max = (1u << 31) - 1;

    int idum;
    int next;
    int *shuffle_table;

    void propagate() {
        const int int_quo = 1277731;

        int k = idum/int_quo;
        idum = 16807*(idum - k*int_quo) - 2836*k;
        if (idum < 0)
            idum += int_max;
    }

public:
    ran1() {
        shuffle_table = new int[table_len];
        seedrand(54321);
    }
    ~ran1() {
        delete [] shuffle_table;
    }

    void seedrand(int seed) {
        idum = seed;
        for (int i = table_len-1; i >= 0; i--) {
            propagate();
            shuffle_table[i] = idum;
        }
        next = idum;
    }

    double frand() {
        int i = next/(1 + (int_max-1)/table_len);
        next = shuffle_table[i];
        propagate();
        shuffle_table[i] = idum;
        return next/(int_max + 1.0);
    }
} rng;


int irand(int top) {
    return int(std::floor(rng.frand() * top));
}

Answer 1

编辑:事实证明,罪魁祸首是,floor()而不是rand()我怀疑 - 请参阅OP问题顶部的更新.

程序的运行时间由调用来控制rand().

因此,我认为这rand()是罪魁祸首.我怀疑底层函数是由WINE/Windows运行时提供的,并且这两个实现具有不同的性能特征.

测试此假设的最简单方法是简单地调用rand()循环,并在两个环境中为相同的可执行文件计时.

编辑我已经看了WINE源代码,这里是它的实现rand():

/*********************************************************************
 *              rand (MSVCRT.@)
 */
int CDECL MSVCRT_rand(void)
{
    thread_data_t *data = msvcrt_get_thread_data();

    /* this is the algorithm used by MSVC, according to
     * http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_pseudorandom_number_generators */
    data->random_seed = data->random_seed * 214013 + 2531011;
    return (data->random_seed >> 16) & MSVCRT_RAND_MAX;
}

我无法访问Microsoft的源代码进行比较,但如果性能上的差异在于获取线程本地数据而不是RNG本身,那么我也不会感到惊讶.