关于 uint64 到 double 的转换：为什么右移 1 后代码更简单？

Question

为什么AsDouble1比 更简单AsDouble0？

// AsDouble0(unsigned long):                          # @AsDouble0(unsigned long)
//         movq    xmm1, rdi
//         punpckldq       xmm1, xmmword ptr [rip + .LCPI0_0] # xmm1 = xmm1[0],mem[0],xmm1[1],mem[1]
//         subpd   xmm1, xmmword ptr [rip + .LCPI0_1]
//         movapd  xmm0, xmm1
//         unpckhpd        xmm0, xmm1                      # xmm0 = xmm0[1],xmm1[1]
//         addsd   xmm0, xmm1
//         addsd   xmm0, xmm0
//         ret
double AsDouble0(uint64_t x) { return x * 2.0; }

// AsDouble1(unsigned long):                          # @AsDouble1(unsigned long)
//         shr     rdi
//         cvtsi2sd        xmm0, rdi
//         addsd   xmm0, xmm0
//         ret
double AsDouble1(uint64_t x) { return (x >> 1) * 2.0; }

代码位于： https: //godbolt.org/z/dKc6Pe6M1

Answer 1

x86 有一条在有符号整数和浮点数之间进行转换的指令。（我认为）AVX512 支持无符号整数转换，大多数编译器默认情况下并不支持这种转换。如果右移一次uint64_t，符号位就会消失，因此您可以将其解释为有符号整数并得到相同的结果。

Answer 2

该cvtsi2sd指令采用有符号整数（32 位或 64 位宽）作为其源操作数。但是，您的函数采用无符号参数。

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因此，在第一种情况下，编译器无法直接使用该cvtsi2sd指令，因为给定参数中的值可能无法表示为相同大小的有符号整数 \xe2\x80\x93，因此它生成的代码将转换为double“很长一段路”（但安全）。

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但是，在第二个函数中，初始右移一位可以保证符号位清晰；因此，无论将其解释为有符号还是无符号 \xe2\x80\xa6，结果值都将是相同的，因此编译器可以安全地使用该（修改后的）值作为操作的源cvtsi2sd。

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