c++ - gcc 中的“假设”子句

Question

gcc（最新版本：4.8、4.9）是否有类似于__assume()icc 支持的内置的“假设”子句？例如，__assume( n % 8 == 0 );

Answer 1

从 gcc 4.8.2 开始，gcc 中没有 __assume() 等价物。我不知道为什么——它会非常有用。马夫索建议：

#define __assume(cond) do { if (!(cond)) __builtin_unreachable(); } while (0)

这是一个古老的技巧，至少早在 2010 年就已经知道，而且可能更久。编译器通常会优化 'cond' 的评估，因为任何 cond 为 false 的评估无论如何都将是未定义的。但是，如果它包含对不透明（非内联）函数的调用，它似乎并没有优化掉“cond”。编译器必须假设不透明调用可能有副作用（例如，更改全局）并且不能优化调用，尽管它可以优化结果上的任何计算和分支。因此，宏观方法充其量只是部分解决方案。

Answer 2

在您的示例中，您想通知编译器N是 8 的倍数。您只需插入该行即可

N = N & 0xFFFFFFF8;

在您的代码中（如果N是 32 位整数）。这不会改变N，因为N它是 8 的倍数，但由于 GCC 4.9，编译器似乎N在这一行之后理解它是 8 的倍数。

下一个示例显示了这一点，其中添加了两个浮点向量：

int add_a(float * restrict a, float * restrict b, int N)
{
    a = (float*)__builtin_assume_aligned(a, 32);
    b = (float*)__builtin_assume_aligned(b, 32);
    N = N & 0xFFFFFFF8; 
    for (int i = 0; i < N; i++){
        a[i] = a[i] + b[i];
    }
    return 0;
}


int add_b(float * restrict a, float * restrict b, int N)
{
    a = (float*)__builtin_assume_aligned(a, 32);
    b = (float*)__builtin_assume_aligned(b, 32);
    for (int i = 0; i < N; i++){
        a[i] = a[i] + b[i];
    }
    return 0;
}

使用gcc -m64 -std=c99 -O3gcc 4.9 版，add_a编译为矢量化代码

add_a:
  and edx, -8
  jle .L6
  sub edx, 4
  xor ecx, ecx
  shr edx, 2
  lea eax, [rdx+1]
  xor edx, edx
.L3:
  movaps xmm0, XMMWORD PTR [rdi+rdx]
  add ecx, 1
  addps xmm0, XMMWORD PTR [rsi+rdx]
  movaps XMMWORD PTR [rdi+rdx], xmm0
  add rdx, 16
  cmp ecx, eax
  jb .L3
.L6:
  xor eax, eax
  ret

使用 function add_b，需要超过 20 条额外指令来处理 N不是 8 的倍数的情况：

add_b:
  test edx, edx
  jle .L17
  lea ecx, [rdx-4]
  lea r8d, [rdx-1]
  shr ecx, 2
  add ecx, 1
  cmp r8d, 2
  lea eax, [0+rcx*4]
  jbe .L16
  xor r8d, r8d
  xor r9d, r9d
.L11:
  movaps xmm0, XMMWORD PTR [rdi+r8]
  add r9d, 1
  addps xmm0, XMMWORD PTR [rsi+r8]
  movaps XMMWORD PTR [rdi+r8], xmm0
  add r8, 16
  cmp ecx, r9d
  ja .L11
  cmp eax, edx
  je .L17
.L10:
  movsx r8, eax
  lea rcx, [rdi+r8*4]
  movss xmm0, DWORD PTR [rcx]
  addss xmm0, DWORD PTR [rsi+r8*4]
  movss DWORD PTR [rcx], xmm0
  lea ecx, [rax+1]
  cmp edx, ecx
  jle .L17
  movsx rcx, ecx
  add eax, 2
  lea r8, [rdi+rcx*4]
  cmp edx, eax
  movss xmm0, DWORD PTR [r8]
  addss xmm0, DWORD PTR [rsi+rcx*4]
  movss DWORD PTR [r8], xmm0
  jle .L17
  cdqe
  lea rdx, [rdi+rax*4]
  movss xmm0, DWORD PTR [rdx]
  addss xmm0, DWORD PTR [rsi+rax*4]
  movss DWORD PTR [rdx], xmm0
.L17:
  xor eax, eax
  ret
.L16:
  xor eax, eax
  jmp .L10

请参阅Godbolt 链接。