为啥我在分析器中看到 __scalbnf？

Posted 2023-02-16

【中文标题】为啥我在分析器中看到 __scalbnf？

【英文标题】：Why do I see __scalbnf in my profiler?为什么我在分析器中看到 __scalbnf？

【发布时间】：2018-07-02 15:38:17

【问题描述】：

我正在使用perf 分析一些C++ 代码，我看到__scalbnf 和__wrap_scalbnf 占用了很大一部分运行时间。我查看了这些函数是什么，我最好的猜测是我通过调用std::exp 来调用它们。但是，我希望能够确认这一点。有没有地方我可以看到实现 std::exp 的 C++ 代码来确认这一点？或者我（C++ 业余爱好者）开始深入研究并了解正在发生的事情的最佳方式是什么？

谢谢。

【问题讨论】：

好吧，如果您使用的是 libstdc++ 或 libc++，您可以检查他们的代码。您还可以使用调试器单步执行代码。

添加一个断点，然后在调试器中运行直到它中断，查看调用堆栈以找到最后一个已知函数

clang libcxx 源代码在这里：github.com/llvm-mirror/libcxx 但是看起来 std::exp 使用 c 函数 exp expf expl 所以阅读 c++ 代码无济于事......

【参考方案1】：

在__scalbn 上设置断点。运行你的程序。查看回溯（在 GDB 中，bt）。调用树将显示exp() 是__scalbn 的父函数。

如果一个函数有多个调用者，第一个命中可能不是来自您正在分析的“热”函数。

要真正弄清楚哪个更高层函数（包括它的子函数）占用了大量时间，请参阅linux perf: how to interpret and find hotspots。自上而下的分析可以找到昂贵的函数，这些函数在调用其他函数时完成所有工作，即使这些其他函数也有“无辜”的调用者。 （例如，memcpy 被大量使用并且通常是不可避免的，但您想要找到的是使用它的调用者过多并且可以更好地优化。或者根本不调用。）

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顺便说一句，是的 glibc 的数学库 exp() 实现确实在内部使用 __scalbn。我不确定实现有多糟糕，但我没有看到 x86-64 的 asm 版本，只有这个纯 C 版本。 https://code.woboq.org/userspace/glibc/sysdeps/ieee754/dbl-64/wordsize-64/s_scalbn.c.html。 （对于__scalbnl(long double)，有https://code.woboq.org/userspace/glibc/sysdeps/x86_64/fpu/s_scalbnl.S.html，对80 位浮点数使用x87 fscale 指令。但是对于其他大小，只有i386 asm 文件。和IA-64（安腾），但不是x86-64）。

不过，glibc 确实有一些矢量化 EXP 代码，例如 SSE4 SVML 版本 https://code.woboq.org/userspace/glibc/sysdeps/x86_64/fpu/multiarch/svml_d_exp2_core_sse4.S.html#_ZGVbN2v_exp_sse4。

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如果您想要更高性能的 exp() 而没有完美的准确性，请参阅 Fastest Implementation of Exponential Function Using AVX（这是 float，而不是 double。我忘记了是否有双重版本的 SO 答案）。

还相关：Efficient implementation of log2(__m256d) in AVX2。

【参考方案2】：

要确认std::exp 是__scalbnf 和__wrap_scalbnf 的原因，您可以将std::exp 调用替换为：

返回输入值的恒等函数 或通过替代 exp 实现（例如 fm_exp，找到 here）

那么，如果您在分析器输出中仍然看到 __scalbnf 和 __wrap_scalbnf，则表示它不是来自 std::exp。