c – 为什么GCC不能优化`std :: sqrt`?

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了c – 为什么GCC不能优化`std :: sqrt`?前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。
我有简单的程序:
#include <cmath>

int main()
{
    for (int i = 0; i < 50; ++i)
        std::sqrt(i);
}

Clang 3.8在-O3优化,但gcc 6.1没有.它产生以下装配体:

## Annotations in comments added after the question was answered,## for the benefit of future readers.
main:
    pushq   %rbx
    xorl    %ebx,%ebx
    jmp     .L2
.L4:
    pxor    %xmm0,%xmm0         # break cvtsi2sd's false dep on the old value of xmm0
    pxor    %xmm1,%xmm1         # xmm1 = 0.0
    cvtsi2sd        %ebx,%xmm0  # xmm0 = (double)i
    ucomisd %xmm0,%xmm1         # scalar double comparison,setting flags
    ja      .L7                  # if (0.0 > (double)i) sqrt(i);   // The `a` = above.  AT&T Syntax reverses the order,but it's jump if  xmm1 above xmm0
.L2:
    addl    $1,%ebx             # i++
    cmpl    $50,%ebx
    jne     .L4                  # i != 50
    xorl    %eax,%eax
    popq    %rbx
    ret                          # return 0
.L7:
    call    sqrt                 # only executed on i < 0.  Otherwise gcc knows std::sqrt has no side effects.
    jmp     .L2

如果我正确地理解了as-if规则,编译器就可以优化不改变程序可观察行为的代码,其中包括I / O写入等.我舍弃std :: sqrt和don的结果不做任何I / O.此外,我的程序中没有#pragma STDC FENV_ACCESS. std :: sqrt是否具有可观察到的副作用,还是GCC没有优化调用的另一个原因?

(这个问题的初始版本的上限为10e50,使得它成为一个无限循环,同样的事情发生在50,所以nvm的意见).

解决方法

这与循环展开有关.
int main()
{
  for (int i = 0; i <= 16; ++i)  // CHANGED NUMBER OF ITERATIONS
    std::sqrt(i);
}

被替换为0; (g -O3 -fdump-tree-all).

如果你看看.115t.cunroll,你可以看到代码最初被转换成如下:

// ...

<bb 6>:
i_30 = i_22 + 1;
_32 = (double) i_30;
if (_32 < 0.0)
  goto <bb 7>;
else
  goto <bb 8>;

<bb 7>:
__builtin_sqrt (_32);

<bb 8>:
i_38 = i_30 + 1;
_40 = (double) i_38;
if (_40 < 0.0)
  goto <bb 9>;
else
  goto <bb 10>;

<bb 9>:
__builtin_sqrt (_40);

// ...

并且具有实际数字的编译器可以“证明”每次调用sqrt不具有副作用(.125t.vrp2):

// ...

<bb 6>:
i_30 = 3;
_32 = 3.0e+0;
if (_32 < 0.0)
  goto <bb 7>;
else
  goto <bb 8>;

<bb 7>:
__builtin_sqrt (_32);

<bb 8>:
i_38 = 4;
_40 = 4.0e+0;
if (_40 < 0.0)
  goto <bb 9>;
else
  goto <bb 10>;

<bb 9>:
__builtin_sqrt (_40);

// ...

如果迭代次数很大,gcc:

>不执行循环展开(除非强制使用–param max-fully-peeled-insns = x –param max-completely-peel-times = y)
>并不“足够聪明”来确定对sqrt(i)的调用没有副作用(但是一个小的帮助就足够了,例如std :: sqrt(std :: abs(i))).

另外gcc(v6.x)不支持#pragma STDC FENV_ACCESS,所以它必须假设这个编译指示是ON(否则生成代码可能不正确)(情况比较复杂,见bug 34678Tavian Barnes’ comment).

原文链接:https://www.f2er.com/c/116271.html

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