我有一个简单的函数来计算产品
两个双数组:
#include <stdlib.h>
#include <emmintrin.h>
struct S {
double *x;
double *y;
double *z;
};
void f(S& s, size_t n) {
for (int i = 0; i < n; i += 2) {
__m128d xs = _mm_load_pd(&s.x[i]);
__m128d ys = _mm_load_pd(&s.y[i]);
_mm_store_pd(&s.z[i], _mm_mul_pd(xs, ys) );
}
return;
}
int main(void) {
S s;
size_t size = 4;
posix_memalign((void **)&s.x, 16, sizeof(double) * size);
posix_memalign((void **)&s.y, 16, sizeof(double) * size);
posix_memalign((void **)&s.z, 16, sizeof(double) * size);
f(s, size);
return 0;
}
注意,函数f的第一个参数是通过引用传递的.
让我们看看f()的结果汇编(我删除了一些不相关的
件,插入注释并放置一些标签):
$g++ -O3 -S asmtest.cpp
.globl _Z1fR1Sm
_Z1fR1Sm:
xorl %eax, %eax
testq %rsi, %rsi
je .L1
.L5:
movq (%rdi), %r8 # array x (1)
movq 8(%rdi), %rcx # array y (2)
movq 16(%rdi), %rdx # array z (3)
movapd (%r8,%rax,8), %xmm0 # load x[0]
mulpd (%rcx,%rax,8), %xmm0 # multiply x[0]*y[0]
movaps %xmm0, (%rdx,%rax,8) # store to y
addq $2, %rax # and loop
cmpq %rax, %rsi
ja .L5
请注意,数组x,y,z的地址被加载到通用目的中
在每次迭代中注册,参见语句(1),(2),(3).为什么gcc不移动
循环外的这些指令?
现在制作一个结构的本地副本(不是深层副本):
void __attribute__((noinline)) f(S& args, size_t n) {
S s = args;
for (int i = 0; i < n; i += 2) {
__m128d xs = _mm_load_pd(&s.x[i]);
__m128d ys = _mm_load_pd(&s.y[i]);
_mm_store_pd(&s.z[i], _mm_mul_pd(xs, ys) );
}
return;
}
部件:
_Z1fR1Sm:
.LFB525:
.cfi_startproc
xorl %eax, %eax
testq %rsi, %rsi
movq (%rdi), %r8 # (1)
movq 8(%rdi), %rcx # (2)
movq 16(%rdi), %rdx # (3)
je .L1
.L5:
movapd (%r8,%rax,8), %xmm0
mulpd (%rcx,%rax,8), %xmm0
movaps %xmm0, (%rdx,%rax,8)
addq $2, %rax
cmpq %rax, %rsi
ja .L5
.L1:
rep ret
请注意,与之前的代码不同,
load(1),(2),(3)现在在循环之外.
我很感激为什么这两个装配解释
代码不同.内存别名是否与此相关?
谢谢.
$gcc –version
gcc(Debian 5.2.1-21)5.2.1 20151003
最佳答案 是的,gcc在循环的每次迭代时重新加载s.x和s.y,因为gcc不知道& s.z [i]是否对于通过引用f(S&,size_t)传递的S对象的一些i别名.
使用gcc 5.2.0,将__restrict__应用于S :: z,将s引用参数应用于f(),即:
struct S {
double *x;
double *y;
double *__restrict__ z;
};
void f(S&__restrict__ s, size_t n) {
for (int i = 0; i < n; i += 2) {
__m128d xs = _mm_load_pd(&s.x[i]);
__m128d ys = _mm_load_pd(&s.y[i]);
_mm_store_pd(&s.z[i], _mm_mul_pd(xs, ys));
}
return;
}
..导致gcc生成:
__Z1fR1Sm:
LFB518:
testq %rsi, %rsi
je L1
movq (%rdi), %r8
xorl %eax, %eax
movq 8(%rdi), %rcx
movq 16(%rdi), %rdx
.align 4,0x90
L4:
movapd (%r8,%rax,8), %xmm0
mulpd (%rcx,%rax,8), %xmm0
movaps %xmm0, (%rdx,%rax,8)
addq $2, %rax
cmpq %rax, %rsi
ja L4
L1:
ret
对于Apple Clang 700.1.76,只需要在s引用上使用__restrict__:
__Z1fR1Sm: ## @_Z1fR1Sm
.cfi_startproc
## BB#0:
pushq %rbp
Ltmp0:
.cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp1:
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
Ltmp2:
.cfi_def_cfa_register %rbp
testq %rsi, %rsi
je LBB0_3
## BB#1: ## %.lr.ph
movq (%rdi), %rax
movq 8(%rdi), %rcx
movq 16(%rdi), %rdx
xorl %edi, %edi
.align 4, 0x90
LBB0_2: ## =>This Inner Loop Header: Depth=1
movapd (%rax,%rdi,8), %xmm0
mulpd (%rcx,%rdi,8), %xmm0
movapd %xmm0, (%rdx,%rdi,8)
addq $2, %rdi
cmpq %rsi, %rdi
jb LBB0_2
LBB0_3: ## %._crit_edge
popq %rbp
retq
.cfi_endproc