Optimization 在fortran中访问虚拟变量会阻止优化吗？

我试图优化一些fortran代码，并注意到一些我试图理解的令人惊讶的行为。progb的运行速度大约是proga的3到4倍。唯一的区别是progb中的赋值“d=2”而不是proga中的“d=b”，所以很简单，它们应该是等价的：

  program proga
  implicit  none

  call hist(2)
  stop
  end

  subroutine hist(b)
  implicit  none
  integer, intent(in):: b
  integer   d,i,p(200000000)

  d = b
  do i=1,200000000
     p(i) = i/d
  end do
  write(*,*) p(1)
  end


  program progb
  implicit  none

  call hist(2)
  stop
  end

  subroutine hist(b)
  implicit  none
  integer, intent(in):: b
  integer   d,i,p(200000000)

  d = 2
  do i=1,200000000
     p(i) = i/d
  end do
  write(*,*) p(1)
  end

我用“gfortran proga.f-O3”编译，同样也用progb编译。这发生在Debian上的gcc版本4.9.2以及cygwin上的gcc版本5.4.0上

当我编译时，没有-O3标志，两者都以相同的速度运行，所以听起来编译器也不能优化proga。什么优化不能在proga上完成，为什么

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我已经为这篇文章删减了我的代码（我的实际代码做了一些有用的事情！）。常量200000000应该足够大，以提供重要的运行时间。写入操作可防止循环被优化。值2是一个非常特殊的值。如果编译器知道它总是被2除，它可以只移位位，而不是进行算术计算。但是，在

progb

中，编译器必须使用任何可能的整数值进行计数，因此必须实现实除法，而不仅仅是位移位

因此，访问参数不会抑制任何优化。使用固定值可以进行某些特定的优化。特别是当它是2的幂时

检查以下位置的差异：

通用版本使用

idiv    ecx

版本除以2使用

shr     edx, 31
add     eax, edx
sar     eax

idiv

指令比移位和加法慢得多

对于非二次幂，它仍然是可优化的，但它通常还涉及乘法、加法和减法等算术运算，而不仅仅是位移位。然而，这些都比除法更快。除法是一项非常缓慢的工作

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正如steve所指出的，使用

-fwhole program

可以使编译器将所有单元编译在一起，并且可以假定它不需要生成不需要的子例程

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顺便说一句，对于我在上面的godbolt链接中使用的简化子例程，gfortran优化了对子例程的调用，即使没有

-fwhole程序

，感谢您的快速回复，Vladimir。因此，编译器不够聪明，不知道b在proga中总是取值2？编译器相当聪明。不幸的是，程序员并没有试图帮助编译器。尝试使子例程成为

包含
ed内部子程序，或尝试使用-fwhole程序选项
proga
和
hist
是独立的作用域单元。神奇的是，Steve，-fwhole程序实现了这一点，两个版本运行速度一样快。我想补充一点，没有-fwhole程序，不仅2的幂在progb中运行得更快，将d设置为大素数仍然比proga快。所以我猜编译器知道d有一个特定的值（2的幂或否），它允许编译器在没有-fwhole程序的情况下进行优化。@fredko即使对于较大的素数，它也可以很好地进行优化。但这不仅仅是一个很容易说明的位移位。它还将进行一些乘法运算，这仍然比除法快，但仍然比移位快。@steve
-fwholeprogram
做什么？你知道ifort的等价物吗？