Любопытный результат поведения компоновщика gcc вокруг -ffast-math

Я заметил интересное явление вокруг флагов компоновщика компилятора, влияющих на работающий код способами, которые я не могу понять.

У меня есть библиотека, в которой представлены разные реализации одного и того же алгоритма, чтобы проверить скорость работы этих разных реализаций.

Сначала я протестировал ситуацию с парой идентичных реализаций, чтобы убедиться, что все произошло правильно (обе работали примерно с одинаковой скоростью). Я начал с компиляции объектов (по одному на реализацию) со следующими флагами компилятора:

-g -funroll-loops -flto -Ofast -Werror

а затем при линковке передал gcc следующие флаги:

-Ofast -flto=4 -fuse-linker-plugin

Это дало библиотеку, которая работала молниеносно быстро, но, что любопытно, была надежно и повторяемо ~ 7% быстрее для первого объекта, который был включен в аргументы во время компоновки (поэтому любая реализация была бы быстрее, если бы она была связана первой).

так с:

gcc -o libfoo.so -O3 -ffast-math -flto=4 -fuse-linker-plugin -shared support_obj.os obj1.os obj2.os -lm

vs

gcc -o libfoo.so -O3 -ffast-math -flto=4 -fuse-linker-plugin -shared support_obj.os obj2.os obj1.os -lm

в первом случае реализация в obj1 работала быстрее, чем реализация в obj2. Во втором случае было верно обратное. Чтобы было ясно, код идентичен в обоих случаях, за исключением имени записи функции.

Теперь я удалил эту странную разницу в порядке ссылок и аргументов (и фактически немного ускорил ее), удалив флаг -Ofast во время связывания.

Я могу воспроизвести в основном ту же ситуацию, изменив -Ofast на -O3 -ffast-math, но в этом случае мне нужно указать -ffast-math во время связывания, что снова приводит к странной разнице в скорости упорядочения. Я не уверен, почему ускорение поддерживается для -Ofast, но не для -ffast-math, когда -ffast-math не передается во время компоновки, но я могу допустить, что это может быть связано с оптимизацией времени компоновки, передающей соответствующую информацию в одном случае, но не в другом. . Однако это не объясняет разницы в скорости.

Удаление -ffast-math означает, что он работает примерно в 8 раз медленнее.

Кто-нибудь может пролить свет на то, что может происходить, чтобы вызвать этот эффект? Мне очень интересно узнать, что может вызвать такое забавное поведение, чтобы я не мог случайно вызвать его в будущем.

Тест скорости выполнения выполняется в python с использованием оболочки вокруг библиотеки и timeit, и я почти уверен, что это правильно (я могу менять порядок и вещи, чтобы показать, что побочные эффекты python незначительны).

Я также проверил библиотеку на правильность вывода, так что я тоже могу быть достаточно уверен в этом.