C 为什么在Linux中，动态链接的可执行文件明显比静态链接的慢？

用一个玩具程序测试，这个程序决定了tic-tac趾板的结果，我得到了这个。是什么造成了这么大的差异？我怀疑使用静态链接的libc调用

rand

会更快，但仍然对结果感到惊讶

~$ gcc a.c -std=c11 -O3
~$ time ./a.out
32614644

real    0m9.396s
user    0m9.388s
sys     0m0.004s

~$ gcc a.c -std=c11 -O3 -static
~$ time ./a.out
32614644

real    0m6.891s
user    0m6.884s
sys     0m0.000s

---

#包括
#包括
#定义尺寸3
#定义大小_2（大小*大小）
静态整数确定结果（整数板[静态大小_2]）{
对于（int i=0；i对于（inti=SIZE*2-2；i来说，这里的问题是您比较的是总执行时间，在这样一个小示例中，对于静态链接示例来说，它将非常优越，因为不需要进行查找

静态链接和动态链接的最大区别在于，动态链接有几个模块/对象，这些模块/对象在运行时链接在一起，静态编译的二进制文件包含二进制文件中的所有内容。当然，有些细节可能会有所不同，但大致上就是这样

因此……考虑到上述因素，启动一个可执行文件、加载几个不同的文件、执行函数并返回可能比加载文件并执行函数花费更多的时间。
如果不知道特定的ABI（取决于操作系统和cpu体系结构），我无法确定这是原因所在您的系统正在使用，但以下是最可能的解释

在大多数实现中，共享库（包括shared
libc.so
）中的代码必须是位置独立的代码。这意味着它可以在任何地址加载（而不是由链接器分配固定的运行时地址）因此不能在机器代码中使用硬编码的绝对数据地址。相反，它必须通过指令指针相对寻址或全局偏移表（GOT）访问全局数据其地址保存在寄存器中或相对于指令指针进行计算。这些寻址模式主要在设计良好的现代指令集体系结构（如x86_64、AARC64、RISC-V等）上有效。在大多数其他体系结构（包括32位x86）上，它们的效率非常低。例如，以下函数：

int x;
int get_x()
{
    return x;
}

将在x86上引出气球，如下所示：

get_x:
    push %ebp
    mov %esp, %ebp
    push %ebx
    sub $4, %esp
    call __x86.get_pc_thunk_bx
    add $_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %ebx
    mov x@GOT(%ebx), %eax
    mov (%eax),%eax
    add $4, %esp
    pop %ebx
    pop %ebp
    ret

鉴于您希望（对于非位置独立代码）看到：

由于随机数生成器具有内部（全局）状态，它们不得不为位置无关的代码跳这种昂贵的舞。由于它们所做的实际计算可能非常短且快速，PIC开销可能是它们运行时间的一个重要部分

确认这一理论的一种方法是尝试使用
rand\u r
或
random\u r
代替。这些函数使用调用方提供的状态，因此可以（至少在理论上）避免对全局数据进行任何内部访问。
您正在对加载时间进行基准测试，其中包括加载动态库。加载后，没有任何区别。只需在
main
中添加一个循环，该循环执行相关代码的次数非常多。@Olaf但加载时间是否超过2秒？分析两个可执行文件并找出原因。@AndrewHenle Profiling没有真正的帮助，它只是告诉我，
rand
或者更确切地说，
random\r
占用了大部分时间。对不起，我不是千里眼-在这方面工作。你为什么不试试呢？在你的程序中进行Profiling。差异确实在扩大。随着
N
的增加，执行时间现在是13.7秒静态为18.4秒，动态为18.4秒。在这种情况下，可能会在运行时对每个函数调用进行一些动态查找。+1不仅提供了一个合理的理论，而且为OP提供了一个简单的方法来测试该理论。你完全正确。我使用的是Ubuntu的i386版本。
get_x:
    push %ebp
    mov %esp, %ebp
    push %ebx
    sub $4, %esp
    call __x86.get_pc_thunk_bx
    add $_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %ebx
    mov x@GOT(%ebx), %eax
    mov (%eax),%eax
    add $4, %esp
    pop %ebx
    pop %ebp
    ret

get_x:
    mov x, %eax
    ret