c++ - 是否启用了 SSE2 指令？

Question

我有一个使用 sse2 内在函数的非常简单的 C++ 代码(我实际正在做的一个最小示例)。

#include <xmmintrin.h>
int main(){
    __m128d a = {0,0};
    __m128d b = {1,1};
    __m128d c = a + b;
    int t = c[0] >= 1;
    return t;
}

我想检查加法是否确实编译为矢量化指令。我用 g++ -S test.cpp

编译文件

我对这件事的理解是，如果我不将 msse2 标志设置为 g++，则不会启用 sse2。 g++ -Q --help=target

的结果似乎证实了这一点

  -msse                             [disabled]
  -msse2                            [disabled]
  -msse2avx                         [disabled]
  -msse3                            [disabled]
  -msse4                            [disabled]
  -msse4.1                          [disabled]
  -msse4.2                          [disabled]
  -msse4a                           [disabled]

但是看汇编代码，好像用到了addpd指令。

main:
.LFB499:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    subq    $80, %rsp
    movq    %fs:40, %rax
    movq    %rax, -8(%rbp)
    xorl    %eax, %eax
    pxor    %xmm0, %xmm0
    movaps  %xmm0, -48(%rbp)
    movapd  .LC0(%rip), %xmm0
    movaps  %xmm0, -32(%rbp)
    movapd  -48(%rbp), %xmm0
    addpd   -32(%rbp), %xmm0
    movaps  %xmm0, -64(%rbp)
    movsd   -64(%rbp), %xmm0
    pxor    %xmm1, %xmm1
    ucomisd %xmm1, %xmm0
    setnb   %al
    movzbl  %al, %eax
    movl    %eax, -68(%rbp)
    movl    -68(%rbp), %eax
    movq    -8(%rbp), %rdx
    xorq    %fs:40, %rdx
    je  .L3
    call    __stack_chk_fail
.L3:
    leave
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE499:
    .size   main, .-main
    .section    .rodata
    .align 16
.LC0:
    .long   0
    .long   1072693248
    .long   0
    .long   1072693248
    .ident  "GCC: (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.10) 5.4.0 20160609"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

我在这里看到了一个矛盾，这让我觉得有些地方我不明白。是否开启sse2？

Answer 1

我无法重现你的结果。

x86-64 g++ 确实启用了 -msse 和 -msse2。您可以使用 -mno-sse 在 64 位模式下禁用 SSE 代码生成(即使 SSE2 是 x86-64 的基线)，在这种情况下 gcc 实现 + 运算符与 x87 fld/faddp。

__m128d 被定义为具有两个 double 元素的 GNU C native vector ，并且您没有使用任何内在函数。如果您使用 _mm_set_pd 或 _mm_add_pd 而不是 GNU 扩展语法，后者将它们用作带有 {} 大括号初始化列表和 + 运算符，你会得到:

<source>:5:13: error: SSE register return with SSE disabled
     __m128d c = _mm_add_pd(a, b);

有趣的是，即使禁用了 SSE2，它仍会无错误地解析 xmmintrin.h，但仅限于 -O0。启用优化后，它会注意到所有这些(内联)函数在禁用 SSE 的情况下返回到 SSE 寄存器中，即使您不调用它们也是如此。

你可以通过自己定义一个 vector 类型来解决这个问题
typedef double v2d __attribute__((vector_size(16)))。

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On the Godbolt compiler explorer , gcc8.2 -m32 配置为默认启用 SSE2(尽管 SSE2 通常不是 32 位的基线)。

但是 gcc6.3 -m32 默认情况下不启用 SSE2，如您在 -Q --help=target 输出中所见。

当 SSE2 被禁用时(无论是明确启用还是根本不启用 -m32)，我尝试的任何组合都没有让 gcc 发出 addpd。据我所知，那将是一个错误。