Question

我有一个简单的program：

int main()
{
    return 2*7;
}

打开优化功能的GCC和clang都生成了2条指令二进制文件，但是icc给出了奇怪的输出。

     push      rbp                                           #2.1
     mov       rbp, rsp                                      #2.1
     and       rsp, -128                                     #2.1
     sub       rsp, 128                                      #2.1
     xor       esi, esi                                      #2.1
     mov       edi, 3                                        #2.1
     call      __intel_new_feature_proc_init                 #2.1
     stmxcsr   DWORD PTR [rsp]                               #2.1
     mov       eax, 14                                       #3.12
     or        DWORD PTR [rsp], 32832                        #2.1
     ldmxcsr   DWORD PTR [rsp]                               #2.1
     mov       rsp, rbp                                      #3.12
     pop       rbp                                           #3.12
     ret

Answer 1

我不知道为什么ICC选择按2条缓存行对齐堆栈：

and       rsp, -128                                     #2.1
sub       rsp, 128                                      #2.1

这很有趣。 L2缓存具有一个相邻行的预取器，该预取器喜欢将成对的线（在128字节对齐的组中）拉入L2。但是main的堆栈框架通常不被大量使用。某些程序中可能在其中分配了重要的变量。（这也说明了设置rbp来保存旧的RSP，以便它在ANDing之后可以返回。gcc还在函数中使用RBP生成堆栈帧，并在其中对齐该堆栈。）

剩下的是因为main()很特殊，并且ICC默认启用-ffast-math 。（这是Intel的“肮脏”小秘密之一，它可以自动将更多浮点代码向量化。）

这包括将代码添加到main的顶部以设置MXCSR（SSE状态/控制寄存器）中的DAZ / FTZ位。有关这些位的更多信息，请参阅Intel的x86手册，但它们实际上并不复杂：

DAZ：异常为零：作为SSE / AVX指令的输入，异常被视为零。
FTZ：刷新为零：舍入SSE / AVX指令的结果时，次标准结果刷新为零。

相关：SSE "denormals are zeros" option

（ ISO C ++禁止程序调用{{1}}，因此允许编译器将运行一次的内容放到main()本身而不是CRT启动文件中。指定gcc / clang与main来链接设置MXCSR的CRT启动文件中的链接，但是当使用gcc / clang进行编译时，它仅影响允许优化的代码生成，即处理FP添加/ mul作为关联，当不同的临时人员实际上不是这样时。这与设置DAZ / FTZ完全无关。

此处，反常数用作次正数的同义词：FP值具有最小的指数和一个有效位，其中隐含的前导位是0而不是1。即，值小于FLT_MIN or DBL_MIN（最小的值）可表示的归一化浮点/双精度。

https://en.wikipedia.org/wiki/Denormal_number。

产生不正常结果的指令可能会慢得多：为了优化延迟，某些硬件中的快速路径采用了标准化的结果，如果结果无法进行标准化，则采用微码辅助。使用-ffast-math对此类事件进行计数。

摘自Bruce Dawson出色的FP系列文章：That’s Not Normal–the Performance of Odd Floats 。另外：

Agner Fog做了一些测试（请参阅他的microarch pdf），并为Haswell / Broadwell报告：

下溢和次常态

浮点运算接近时出现次正规数   下溢。在某些情况下，处理非正规数非常昂贵   情况是因为次标准结果由微码处理   例外。

Haswell和Broadwell的罚款约为124个时钟   在所有情况下，对普通数字进行运算得到一个   次正常的结果。乘法也有类似的惩罚   介于正常数和次正常数之间，无论是否   结果是正常还是次正常。添加法线不收取任何罚款   和一个次正规数，无论结果如何。没有罚款   对于上溢，下溢，无穷大或非整数结果。

如果“刷新为零”，则避免了对次普通数的惩罚   模式和“反常态为零”模式都在MXCSR中设置   注册。

因此，在某些情况下，现代的Intel CPU甚至避免使用次标准的惩罚，但是

为什么icc为简单的main生成奇怪的程序集？

1 个答案: