haskell - 让 GHC 产生 "Add With Carry (ADC)"指令

Question

以下代码将表示 192 位数的两个未装箱字三元组添加到一个新的未装箱字三元组中，并返回任何溢出:

{-# LANGUAGE MagicHash #-}
{-# LANGUAGE UnboxedTuples #-}

import GHC.Prim(plusWord2#, Word#, or#)

longAdd :: 
  (# Word#, Word#, Word# #) -> 
  (# Word#, Word#, Word# #) -> 
  (# Word#, (# Word#, Word#, Word# #) #)

longAdd (# xl, xm, xh #) (# yl, ym, yh #) =     
  let
    plusWord3 x y c = 
      let 
        (# c1, r1 #) = plusWord2# x y
        (# c2, r2 #) = plusWord2# r1 c
      in
        (# plusWord# c1 c2, r2 #)
    (# cl, rl #) = plusWord2# xl yl
    (# cm, rm #) = plusWord3 xm ym cl
    (# ch, rh #) = plusWord3 xh yh cm     
  in
    (# ch, (# rl, rm, rh #) #)

问题是“plusWord3”的定义。理想情况下，这就像一个“adc”函数，它接受两个字和进位位并返回结果和一个新的进位，因此生成的程序集如下所示:

add x1 y1
adc x2 y2
adc x3 y3

不幸的是，无论是 native 还是通过 LLVM，GHC 都会产生丑陋的汇编代码，其中涉及将进位位保存到寄存器，然后通过单独的额外添加读取它，而不是仅使用 adc。 .我不想调用外部 C 函数来实现这一点，因为一旦添加了调用开销，它可能不值得，我想留在 Haskell 中，以便可以尽可能内联代码。但我也希望能够诱使编译器生成 adc适当的指导。无论如何我可以做到这一点吗？

Answer 1

最可行和最有效的方法是直接在您的程序中调用 primop。

使用 FFI 调用是最简单的方法，但正如您还指出的，由于 FFI 开销，它不是最有效的方法。

即使编译器支持您想要的指令并在某些程序中使用它，它也会很脆弱。程序中一些看似无害的更改最终可能会生成不同的生成程序集，这些程序集不使用您想要的指令。

所以我的建议是:

将您需要的指令添加到 X86 代码生成器后端(如果还没有的话)。

添加直接转换为您要运行的指令的 primop。首先确保不存在这样的primop。然后按照以下步骤操作:https://ghc.haskell.org/trac/ghc/wiki/AddingNewPrimitiveOperations

您的 primop 应该在 GHC.Prim ( http://hackage.haskell.org/package/ghc-prim/docs/GHC-Prim.html ) 中可见，在您的程序中使用它。

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