32bit浮点除法没有我想象的那么慢

Question

我的环境：

• Xilinx Zynq（基于 ARM Cortex A9）
• PetaLinux V2014.2

我正在使用 PetaLinux 在 Zynq 上开发一个 Linux 应用程序。

我目前的问题是四个算术运算的处理时间 (+/-/*/div)。

我使用以下代码通过clock_gettime() 计时了处理时间。

加法（+）：

static void funcToBeTimed_floatAdd(void)
{
    int idx;
    float fval = 0.0;
    for(idx=0; idx<100; idx++) {
        fval = fval + 3.14;
    }
}

除法（/）：

static void funcToBeTimed_floatDiv(void)
{
    int idx;
    float fval = 314159000.00;
    for(idx=0; idx<100; idx++) {
        fval = fval / 1.001;
    }
}

对于时间测量，使用以下代码。 procNo 使用 main(int argc, char *argv[]) 设置

static void disp_elapsed(int procNo)
{
    struct timespec tp1, tp2;
    long dsec, dnsec;

    /***/
    switch(procNo) {
    case 0:
        printf("add\n");
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp1);
        funcToBeTimed_floatAdd();
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp2);
        break;
    case 1:
        printf("multi\n");
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp1);
        funcToBeTimed_floatMulti();
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp2);
        break;
    default:
        printf("div\n");
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp1);
        funcToBeTimed_floatDiv();
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp2);
        break;
    }

    dsec = tp2.tv_sec - tp1.tv_sec;
    dnsec = tp2.tv_nsec - tp1.tv_nsec;
    if (dnsec < 0) {
        dsec--;
        dnsec += 1000000000L;
    }

    printf("Epalsed (nsec) = %ld\n", dnsec);
}

因此，加法 (+) 和除法 (/) 的处理时间都在 2500 纳秒左右。

我认为通常除法比加法成本更高，但在这种情况下差别不大。

我想知道

• ARM 应用了什么样的优化
• 用于搜索有关此类优化的更多信息的关键字
• （如果有）检查处理时间的代码中的一些错误（例如，避免循环内自动优化等）

Answer 1

您的代码可能有几个问题：

• 您没有向函数传递任何参数，因此优化可能会预先计算其结果。
• 调用计时函数和调用函数的开销很大，因此速度变慢是不可见的。
• 您使用的计时器的粒度（试试granularity test）
• 您正在使用浮点数作为结果，但您在双精度中执行所有操作 - 3.14 是双精度，3.14f 是浮点数。
• 100 个周期太少，看不出任何合理的情况，请尝试增加周期数以达到至少 1 秒的执行时间。
• 您可以尝试禁用这些功能，看看实际情况如何。
• 您是否使用硬件浮点支持对其进行编译？