Bra*_*don 8 c assembly gcc x86-64
查看以下代码的程序集输出时(无优化,-O2和-O3产生非常相似的结果):
int main(int argc, char **argv)
{
volatile float f1 = 1.0f;
volatile float f2 = 2.0f;
if(f1 > f2)
{
puts("+");
}
else if(f1 < f2)
{
puts("-");
}
return 0;
}
海湾合作委员会做了一些我很难遵循的事情:
.LC2:
.string "+"
.LC3:
.string "-"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB2:
pushq %rbp
.LCFI0:
movq %rsp, %rbp
.LCFI1:
subq $32, %rsp
.LCFI2:
movl %edi, -20(%rbp)
movq %rsi, -32(%rbp)
movl $0x3f800000, %eax
movl %eax, -4(%rbp)
movl $0x40000000, %eax
movl %eax, -8(%rbp)
movss -4(%rbp), %xmm1
movss -8(%rbp), %xmm0
ucomiss %xmm0, %xmm1
jbe .L9
.L7:
movl $.LC2, %edi
call puts
jmp .L4
.L9:
movss -4(%rbp), %xmm1
movss -8(%rbp), %xmm0
ucomiss %xmm1, %xmm0
jbe .L4
.L8:
movl $.LC3, %edi
call puts
.L4:
movl $0, %eax
leave
ret
为什么GCC将浮点值移动到xmm0和xmm1两次并且还运行两次ucomiss？
做以下事情不是更快吗？
.LC2:
.string "+"
.LC3:
.string "-"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB2:
pushq %rbp
.LCFI0:
movq %rsp, %rbp
.LCFI1:
subq $32, %rsp
.LCFI2:
movl %edi, -20(%rbp)
movq %rsi, -32(%rbp)
movl $0x3f800000, %eax
movl %eax, -4(%rbp)
movl $0x40000000, %eax
movl %eax, -8(%rbp)
movss -4(%rbp), %xmm1
movss -8(%rbp), %xmm0
ucomiss %xmm0, %xmm1
jb .L8 # jump if less than
je .L4 # jump if equal
.L7:
movl $.LC2, %edi
call puts
jmp .L4
.L8:
movl $.LC3, %edi
call puts
.L4:
movl $0, %eax
leave
ret
我根本不是一个真正的汇编程序员,但对我来说,运行重复指令似乎很奇怪.我的代码版本有问题吗？
更新
如果你删除我最初使用的volatile并用scanf()替换它,你会得到相同的结果:
int main(int argc, char **argv)
{
float f1;
float f2;
scanf("%f", &f1);
scanf("%f", &f2);
if(f1 > f2)
{
puts("+");
}
else if(f1 < f2)
{
puts("-");
}
return 0;
}
和相应的汇编程序:
.LCFI2:
movl %edi, -20(%rbp)
movq %rsi, -32(%rbp)
leaq -4(%rbp), %rsi
movl $.LC0, %edi
movl $0, %eax
call scanf
leaq -8(%rbp), %rsi
movl $.LC0, %edi
movl $0, %eax
call scanf
movss -4(%rbp), %xmm1
movss -8(%rbp), %xmm0
ucomiss %xmm0, %xmm1
jbe .L9
.L7:
movl $.LC1, %edi
call puts
jmp .L4
.L9:
movss -4(%rbp), %xmm1
movss -8(%rbp), %xmm0
ucomiss %xmm1, %xmm0
jbe .L4
.L8:
movl $.LC2, %edi
call puts
.L4:
movl $0, %eax
leave
ret
最后更新
在回顾了一些后续评论之后,似乎汉(根据Jonathan Leffler的帖子评论过)解决了这个问题.海湾合作委员会不进行优化不是因为它不能,而是因为我没有告诉它.似乎这一切都归结为IEEE浮点规则并且要处理严格的条件GCC不能简单地在第一个UCOMISS之后跳转或跳转,因为它需要处理浮点数的所有特殊条件.当使用han对-ffast-math优化器的推荐时(没有-Ox标志启用-ffast-math,因为它可以破坏某些程序)GCC正是我正在寻找的东西:
使用GCC 4.3.2"gcc -S -O3 -ffast-math test.c"生成以下程序集.
.LC0:
.string "%f"
.LC1:
.string "+"
.LC2:
.string "-"
.text
.p2align 4,,15
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB25:
subq $24, %rsp
.LCFI0:
movl $.LC0, %edi
xorl %eax, %eax
leaq 20(%rsp), %rsi
call scanf
leaq 16(%rsp), %rsi
xorl %eax, %eax
movl $.LC0, %edi
call scanf
movss 20(%rsp), %xmm0
comiss 16(%rsp), %xmm0
ja .L11
jb .L12
xorl %eax, %eax
addq $24, %rsp
.p2align 4,,1
.p2align 3
ret
.p2align 4,,10
.p2align 3
.L12:
movl $.LC2, %edi
call puts
xorl %eax, %eax
addq $24, %rsp
ret
.p2align 4,,10
.p2align 3
.L11:
movl $.LC1, %edi
call puts
xorl %eax, %eax
addq $24, %rsp
ret
请注意,现在用一个COMISS直接替换两个UCOMISS指令,然后是JA(如果上面是跳跃)和JB(如果下面跳转).如果你让它使用-ffast-math,GCC能够确定这个优化!
UCOMISS vs COMISS(http://www.softeng.rl.ac.uk/st/archive/SoftEng/SESP/html/SoftwareTools/vtune/users_guide/mergedProjects/analyzer_ec/mergedProjects/reference_olh/mergedProjects/instructions/instruct32_hh/vc315. htm):"UCOMISS指令与COMISS指令的不同之处在于它仅在源操作数是SNaN时发出无效的SIMD浮点异常信号.如果源操作数是QNaN或SNaN,则COMISS指令信号无效."
再次感谢大家的有益讨论.
还有另一个原因：如果你仔细观察，就会发现这不是同一个表达。
它们不是互补的。因此，无论如何，你都必须进行两次比较。 volatile将强制重新加载值。
编辑：（参见评论，我忘记你可以用标志来做到这一点）
回答新问题：
从编译器的角度来看，将这两者结合起来ucomiss并不是完全明显的优化。
为了组合它们，编译器必须：
ucomiss %xmm0, %xmm1是“相同” ucomiss %xmm1, %xmm0。所有这些都需要在编译器进行指令选择之后完成。大多数优化都是在指令选择之前完成的。
让我更担心的是f1，f2在您摆脱volatiles. -O3真的给你这个吗？