sin和cos的矢量化

Question

我正在玩Compiler Explorer并遇到异常（我认为）。如果我想编译vectorize a sin calculation，我会写：

#include <cmath>

#define NN 512
typedef float T;
typedef T __attribute__((aligned(NN))) AT;

inline T s(const T x)
{
  return sinf(x);
}

void func(AT* __restrict x, AT* __restrict y, int length)
{
  if (length & NN-1) __builtin_unreachable();
  for (int i = 0; i < length; i++)
  {
    y[i] = s(x[i]);
  }
}

使用gcc 6.2和-O3 -march=native -ffast-math编译并获取

func(float*, float*, int):
        testl   %edx, %edx
        jle     .L10
        leaq    8(%rsp), %r10
        andq    $-32, %rsp
        pushq   -8(%r10)
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        pushq   %r14
        xorl    %r14d, %r14d
        pushq   %r13
        leal    -8(%rdx), %r13d
        pushq   %r12
        shrl    $3, %r13d
        movq    %rsi, %r12
        pushq   %r10
        addl    $1, %r13d
        pushq   %rbx
        movq    %rdi, %rbx
        subq    $8, %rsp
.L4:
        vmovaps (%rbx), %ymm0
        addl    $1, %r14d
        addq    $32, %r12
        addq    $32, %rbx
        call    _ZGVcN8v_sinf      // YAY! Vectorized trig!
        vmovaps %ymm0, -32(%r12)
        cmpl    %r13d, %r14d
        jb      .L4
        vzeroupper
        addq    $8, %rsp
        popq    %rbx
        popq    %r10
        popq    %r12
        popq    %r13
        popq    %r14
        popq    %rbp
        leaq    -8(%r10), %rsp
.L10:
        ret

但是当我add a cosine to the function时，没有矢量化：

#include <cmath>

#define NN 512
typedef float T;
typedef T __attribute__((aligned(NN))) AT;

inline T f(const T x)
{
  return cosf(x)+sinf(x);
}

void func(AT* __restrict x, AT* __restrict y, int length)
{
  if (length & NN-1) __builtin_unreachable();
  for (int i = 0; i < length; i++)
  {
    y[i] = f(x[i]);
  }
}

给出：

func(float*, float*, int):
        testl   %edx, %edx
        jle     .L10
        pushq   %r12
        leal    -1(%rdx), %eax
        pushq   %rbp
        leaq    4(%rdi,%rax,4), %r12
        movq    %rsi, %rbp
        pushq   %rbx
        movq    %rdi, %rbx
        subq    $16, %rsp
.L4:
        vmovss  (%rbx), %xmm0
        leaq    8(%rsp), %rsi
        addq    $4, %rbx
        addq    $4, %rbp
        leaq    12(%rsp), %rdi
        call    sincosf               // No vectorization
        vmovss  12(%rsp), %xmm0
        vaddss  8(%rsp), %xmm0, %xmm0
        vmovss  %xmm0, -4(%rbp)
        cmpq    %rbx, %r12
        jne     .L4
        addq    $16, %rsp
        popq    %rbx
        popq    %rbp
        popq    %r12
.L10:
        ret

我看到两个不错的选择。可以调用sincosf的矢量化版本，也可以按顺序调用矢量化sin和cos。我尝试添加-fno-builtin-sincos无济于事。

这是gcc的已知问题吗？无论哪种方式，我有没有办法说服gcc对后一个例子进行矢量化？

（顺便说一句，有没有办法让gcc＆lt; 6自动矢量化三角函数？）