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问让GCC在使用向量扩展时生成PTEST指令
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Stack Overflow用户

提问于 2015-04-06 13:45:22

回答 3查看 489关注 0票数 6

当对C使用GCC向量扩展时，如何检查向量上的所有值都是零？

例如：

#include <stdint.h>

typedef uint32_t v8ui __attribute__ ((vector_size (32)));

v8ui*
foo(v8ui *mem) {
    v8ui v;
    for ( v = (v8ui){ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };
          v[0] || v[1] || v[2] || v[3] || v[4] || v[5] || v[6] || v[7];
          mem++)
        v &= *(mem);

    return mem;
}

SSE4.2有PTEST指令，允许像用作for条件的测试那样运行测试，但是GCC生成的代码只是解压向量并逐一检查单个元素：

.L2:
        vandps  (%rax), %ymm1, %ymm1
        vmovdqa %xmm1, %xmm0
        addq    $32, %rax
        vmovd   %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vpextrd $1, %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vpextrd $2, %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vpextrd $3, %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vextractf128    $0x1, %ymm1, %xmm0
        vmovd   %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vpextrd $1, %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vpextrd $2, %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vpextrd $3, %xmm0, %edx
        testl   %edx, %edx
        jne     .L2
        vzeroupper
        ret

有没有办法让GCC产生一个有效的测试，而不恢复到使用本质？

更新：供参考，代码使用不可移植的GCC内置的(V)PTEST

typedef uint32_t v8ui __attribute__ ((vector_size (32)));
typedef long long int v4si __attribute__ ((vector_size (32)));

const v8ui ones = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };

v8ui*
foo(v8ui *mem) {
    v8ui v;
    for ( v = ones;
          !__builtin_ia32_ptestz256((v4si)v,
                                    (v4si)ones);
          mem++)
        v &= *(mem);

    return mem;
}

gcc

vectorization

sse

avx2

回答 3

Stack Overflow用户

发布于 2015-07-03 20:56:43

gcc 4.9.2 -O3 -mavx2 (在64位模式下)没有意识到它可以用ptest实现这一点，不管是||还是|。

|版本用vmovd和vpextrd提取向量元素，并在32位寄存器之间结合7 or insns。因此，这是相当糟糕的，并且没有利用任何仍然会产生相同逻辑真值的简化。

||版本也同样糟糕，每次都做同样的提取和元素提取，但对每个版本都做一个test / jne。

因此，在这一点上，你不能指望GCC能够识别这样的测试，并且做任何有效率的事情。(pcmpeq / movmsk / test是另一个不会坏的序列，但gcc也不会这么做。)

票数 2

Stack Overflow用户

发布于 2015-04-12 08:28:23

vptest不帮忙吗？如果您正在查看性能，有时您会对本机类型所能提供的功能感到惊讶。下面是一些使用vanilla ()的代码以及vptest指令(通过相应的内部代码使用)。我没有安排时间。

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <immintrin.h>

typedef uint32_t v8ui __attribute__ ((vector_size (32)));

v8ui*
foo1(v8ui *mem)
{   
    v8ui v = (v8ui){ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };

    if (memcmp(mem, &v, sizeof (v8ui)) == 0) {
            printf("Ones\n");
    } else {
            printf("NOT Ones\n");
    }

    return mem;
}

v8ui*
foo2(v8ui *mem)
{   
    v8ui v = (v8ui){ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };
    __m256i a, b;

    a = _mm256_loadu_si256((__m256i *)(&v));
    b = _mm256_loadu_si256((__m256i *)(&mem));

    if (!_mm256_testz_si256(a, b)) {
            printf("NOT Ones\n");
    } else {
            printf("Ones\n");
    }

    return mem;
}

int
main()
{
    v8ui v = (v8ui){ 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };
    foo1(&v);
    foo2(&v);
}

编译标志：

gcc -mavx2足球

哈！直到现在，我才看到你想让GCC在不使用本质的情况下生成vptest指令。反正我也会把密码留下的。

票数 1

Stack Overflow用户

发布于 2015-04-14 23:51:41

如果编译器不够优化，无法自动生成优化，则有三个选项：

找个新的编译器。
手动进行优化(例如。使用本质，如在你的测试和其他答案)。
修改编译器以自动生成优化。

您已经通过使用gcc扩展自动排除了第一个选项，尽管llvm/clang可能会为您扩展这些扩展。

你明目张胆地排除了第二个选择。

对我来说，第三种选择似乎是你最好的选择。gcc是开源的，所以您可以对其进行(并提交)您自己的更改。如果您可以修改gcc以自动生成此优化(理想情况下从100%标准C)，那么您不仅可以在不将crud引入您的程序的情况下实现此优化的目标，而且还将在将来节省无数手动优化(特别是那些将您锁定使用特定编译器的非标准优化)。

票数 0

页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持

原文链接：

https://stackoverflow.com/questions/29472524

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