GCC __builtin_函数

Question

以下功能是在一个时钟周期内执行的吗？

__builtin_popcount
__builtin_ctz
__builtin_clz

同样的ll（64位）版本的时钟周期是多少。 他们是便携式的吗为什么或为什么不呢？

Answer 1

这些功能是在一个时钟周期内执行的吗？

不一定。在可以使用单个指令实现它们的体系结构中，它们通常是计算该功能的最快方式（但仍然不一定是单个时钟周期）。在无法将其作为单个指令实现的体系结构中，它们的性能不太确定。

在我的处理器（Core 2 Duo）上，__builtin_ctz和__builtin_clz可以通过一条指令（位扫描正向和位扫描反向）实现。但是，在我的处理器上使用单个指令无法实现__builtin_popcount。对于__builtin_popcount，gcc 4.7.2调用库函数，而clang 3.1生成内联指令序列（实现此bit twiddling hack）。显然，这两种实现的性能不会相同。

可移植吗？

它们不能跨编译器移植。它们起源于GCC（据我所知），也在其他一些编译器中实现，如Clang。

支持这些功能的编译器可能会为多种架构提供这些功能，但实现质量（性能）可能会有所不同。

像这样的

__builtin函数用于以比使用内联汇编更简单的方式访问特定的机器指令。如果您需要实现最高性能并且愿意牺牲可移植性来执行此操作，或者为未提供这些功能的编译器或平台提供替代实现，那么使用它们是有意义的。如果最佳低级性能是您的目标，您还应该检查编译器的汇编输出，以确定它是否真的生成了您希望它使用的指令。

Answer 2

通过将-O3 -march=native -S编译为汇编程序代码，您可以初步了解编译器对其执行的操作。在那里你可以检查这是否只解析为一个汇编语句。如果是这样，这并不能保证在一个周期内完成。要了解实际成本，您必须进行衡量。