了解汇编程序的一个原因是,有时可以使用它来编写比使用更高级语言编写代码更高效的代码,特别是C. 但是,我也听过很多次说虽然这并非完全错误,但汇编程序实际上可用于生成更高性能代码的情况极为罕见,需要专业知识和汇编经验.
这个问题甚至没有涉及汇编程序指令将是机器特定的和不可移植的,或汇编程序的任何其他方面的事实.当然,除了这一点之外,还有很多很好的理由知道汇编,但这是一个特定的问题,征求例子和数据,而不是关于汇编语言与高级语言的扩展讨论.
任何人都可以提供一些特定的例子,其中汇编将比使用现代编译器的编写良好的C代码更快,并且您是否可以通过分析证据来支持该声明？我非常有信心这些案例存在,但我真的想知道这些案件究竟有多深奥,因为它似乎是一些争论的焦点.
作为扩展,整数标量类型
__int128支持具有足够容纳128位的整数模式的目标.只需写入__int128带符号的128位整数,或写入unsigned __int128无符号的128位整数.GCC中不支持表示
__int128长整数小于128位宽的目标的类型的整数常量.
我想知道什么gcc版本增加了对这种类型的支持,或者如果有,可以直接用来测试其存在的宏.
我希望我的C函数能够有效地计算两个64位有符号整数的乘积的高64位.我知道如何在x86-64程序集中执行此操作,使用imulq并将结果从%rdx中拉出.但是我完全不知道如何在C语言中编写它,更不用说哄骗编译器有效地执行它了.
有没有人有任何建议用C写这个？这是性能敏感的,因此"手动方法"(如俄罗斯农民或bignum图书馆)已经出局.
我写的这个笨拙的内联汇编函数很有用,大致是我追求的代码:
static long mull_hi(long inp1, long inp2) {
long output = -1;
__asm__("movq %[inp1], %%rax;"
"imulq %[inp2];"
"movq %%rdx, %[output];"
: [output] "=r" (output)
: [inp1] "r" (inp1), [inp2] "r" (inp2)
:"%rax", "%rdx");
return output;
}
现代CPU可以在两个原生大小的字之间执行扩展乘法,并将低和高结果存储在单独的寄存器中.类似地,当执行除法时,它们将商和余数存储在两个不同的寄存器中,而不是丢弃不需要的部分.
是否存在某种可移植的gcc内在函数,它将采用以下签名:
void extmul(size_t a, size_t b, size_t *lo, size_t *hi);
或类似的东西,以及分裂:
void extdiv(size_t a, size_t b, size_t *q, size_t *r);
我知道我可以通过在代码中抛出#ifdef来使用内联汇编和shoehorn可移植性来实现它,或者我可以使用部分和来模拟乘法部分(这将显着更慢)但我想避免这样做以便于阅读.当然有一些内置函数可以做到这一点？
许多CPU具有用于返回单个组件的操作码的高 32位的整数乘法的序位.通常将两个32位整数相乘会产生64位结果,但如果将其存储为32位整数,则会将其截断为低32位.
例如,在PowerPC上,mulhw操作码在一个时钟内返回32位32位乘法的64位结果的高32位.这正是我正在寻找的,但更便携.在NVidia CUDA中有一个类似的操作码,umulhi().
在C/C++中,是否有一种有效的方法来返回32x32乘法的高阶位？目前我通过转换为64位来计算它,例如:
unsigned int umulhi32(unsigned int x, unsigned int y)
{
unsigned long long xx=x;
xx*=y;
return (unsigned int)(xx>>32);
}
但这比常规的32乘32乘以慢11倍,因为即使是乘法,我也使用了过度的64位数学运算.
有更快的方法来计算高阶位吗？
对于BigInteger库来说,这显然不是最好的解决方案(这是一种过度杀伤并且会产生巨大的开销).
SSE似乎有PMULHUW,16x16 - > 16位版本,但不是32x32 - > 32版本,就像我在寻找.
我创建了一个使用SIMD进行64位*64位到128位的功能.目前我已经使用SSE2(acutally SSE4.1)实现了它.这意味着它可以同时运行两个64b*64b到128b的产品.同样的想法可以扩展到AVX2或AVX512,同时提供四个或八个64b*64到128b的产品.我的算法基于http://www.hackersdelight.org/hdcodetxt/muldws.c.txt
该算法进行一次无符号乘法,一次有符号乘法和两次有符号*无符号乘法.签名的*signed和unsigned*unsigned操作很容易使用_mm_mul_epi32和_mm_mul_epu32.但混合签名和未签名的产品给我带来了麻烦.例如,考虑一下.
int32_t x = 0x80000000;
uint32_t y = 0x7fffffff;
int64_t z = (int64_t)x*y;
双字产品应该是0xc000000080000000.但是如果你假设你的编译器知道如何处理混合类型,你怎么能得到这个呢？这就是我想出的:
int64_t sign = x<0; sign*=-1; //get the sign and make it all ones
uint32_t t = abs(x); //if x<0 take two's complement again
uint64_t prod = (uint64_t)t*y; //unsigned product
int64_t z = (prod ^ sign) - sign; //take two's complement based on the sign
使用SSE可以这样做
__m128i xh; //(xl2, xh2, xl1, xh1) high is signed, low unsigned
__m128i …我正在尝试将.Net 4.0的开源库转换为3.5,并且无法轻松转换以下长乘法代码:
/// <summary>
/// Calculate the most significant 64 bits of the 128-bit
product x * y, where x and y are 64-bit integers.
/// </summary>
/// <returns>Returns the most significant 64 bits of the product x * y.</returns>
public static long mul64hi(long x, long y)
{
#if !NET35
BigInteger product = BigInteger.Multiply(x, y);
product = product >> 64;
long l = (long)product;
return l;
#else
throw new NotSupportedException(); //TODO!
#endif
}
正如您所看到的,作者没有找到这样做的方法.BigInteger在.NET 3.5中不存在.
如何在.NET 3.5上计算64*64乘法的高位64位？
我该怎么办......
乘以两个64位数
乘以两个16位十六进制数
......使用汇编语言.
我只允许使用寄存器%eax,%ebx,%ecx,%edx和堆栈.
编辑:哦,我在x86
EDIT2 上使用ATT语法:不允许反编译成程序集...
这个小代码汇编了GCC和Clang,但给出了不同的结果:
#include <stdio.h>
int main(){
__int128_t test=10;
while(test>0){
int myTest=(int)test;
printf("? %d\n", myTest);
test--;
}
}
对于GCC,这从预期行为从10减少到1,而对于Clang,它继续计入负数.使用Clang,如果我替换test--为test-=1then,它也会给出预期的行为.
__int128_t是GCC扩展名,因此上述结果仅适用于非标准C,因此在Clang中__int128_t可能"使用后果自负".
这是Clang中的一个错误,还是我犯了一些我没看到的错误？
编辑:我正在使用gcc(MacPorts gcc48 4.8-20130411_0)4.8.1 20130411(预发布)和Apple clang 4.0版(标签/ Apple/clang-421.0.60)(基于LLVM 3.1svn).
对于x64,我可以使用这个:
{
uint64_t hi, lo;
// hi,lo = 64bit x 64bit multiply of c[0] and b[0]
__asm__("mulq %3\n\t"
: "=d" (hi),
"=a" (lo)
: "%a" (c[0]),
"rm" (b[0])
: "cc" );
a[0] += hi;
a[1] += lo;
}
但我想以可移植的方式执行相同的计算.例如,在x86上工作.