Czy GCC może zoptymalizować isnan (x) || isnan (y) do isunordered (x, y)?

Question

Oto mój kod:

int f(double x, double y) 
{ 
    return std::isnan(x) || std::isnan(y); 
} 

Jeśli używasz C zamiast C++, wystarczy zastąpić std:: z __builtin_ (nie po prostu usunąć std::, ze względów przedstawionych tutaj: Why does GCC implement isnan() more efficiently for C++ <cmath> than C <math.h>?).

Oto montaż:

ucomisd %xmm0, %xmm0 ; set parity flag if x is NAN 
setp %dl   ; copy parity flag to %edx 
ucomisd %xmm1, %xmm1 ; set parity flag if y is NAN 
setp %al   ; copy parity flag to %eax 
orl  %edx, %eax ; OR one byte of each result into a full-width register 

Teraz spróbujmy alternatywny preparat, który robi to samo:

int f(double x, double y) 
{ 
    return std::isunordered(x, y); 
} 

Oto zespół do alternatywy:

xorl %eax, %eax 
ucomisd %xmm1, %xmm0 
setp %al 

Jest świetnie - przecinamy wygenerowany kod prawie na pół! Działa to ponieważustawia flagę parzystości, jeśli albo jej operandów jest NAN, więc możemy przetestować dwie wartości naraz, w stylu SIMD.

Można zobaczyć kod jak w oryginalnej wersji w środowisku naturalnym, na przykład: https://svn.r-project.org/R/trunk/src/nmath/qnorm.c

Jeśli moglibyśmy GCC wystarczająco inteligentny, aby połączyć dwie isnan() połączeń wszędzie, co byłoby całkiem fajne. Moje pytanie brzmi: czy możemy i jak? Mam pewne pojęcie o działaniu kompilatorów, ale nie wiem, gdzie w GCC można by przeprowadzić taką optymalizację. Podstawową ideą jest to, że kiedy wywoływana jest para połączeń isnan() (lub __builtin_isnan), powinna ona emitować pojedynczą instrukcję ucomisd przy użyciu dwóch operandów w tym samym czasie.

Edited by dodać jakieś badania poproszony o odpowiedź Basile Starynkevitch za:

Jeśli mogę skompilować z -fdump drzewa-all, I znajdują się dwa pliki, które wydają się istotne. Po pierwsze, *.gimple ten zawiera (i nieco więcej):

D.2229 = x unord x; 
D.2230 = y unord y; 
D.2231 = D.2229 | D.2230; 

Tutaj widzimy wyraźnie, że GCC wie to minie (x, x) do isunordered(). Jeśli chcemy zoptymalizować, przekształcając na tym poziomie, reguła będzie mniej więcej: "Zamień a unord a | b unord b na a unord b." To jest to, co masz przy kompilacji mój drugi kod C:

D.2229 = x unord y; 

Inną ciekawą pliku jest *.original:

return <retval> = (int) (x unord x || y unord y); 

to rzeczywiście cały plik bez komentarza generowane przez -fdump-tree-original. I dla lepszego kodu źródłowego wygląda to tak:

return <retval> = x unord y; 

Oczywiście ten sam rodzaj transformacji mogą być stosowane (tylko tu jest || zamiast |).

Niestety, jeśli zmodyfikujemy kod źródłowy na przykład,:

if (__builtin_isnan(x)) 
    return true; 
if (__builtin_isnan(y)) 
    return true; 
return false; 

Następnie otrzymujemy całkiem różne pliki wyjściowe Gimple i Original, chociaż ostateczny montaż jest taki sam jak poprzednio. Więc może lepiej próbować tej transformacji na późniejszym etapie procesu? Plik *.optimized (między innymi) pokazuje ten sam kod dla wersji z "if" jak dla wersji oryginalnej, więc jest to obiecujące.

Answer 1

Optymalizacja ta jest nie tylko możliwe, to jest teraz dostępny w gcc-6 https://gcc.gnu.org/viewcvs/gcc?view=revision&revision=222077

Answer 2

Istnieją dwa pytania:

• jest optymalizacja jesteś proponując zawsze prawne w ścisłym standardu C++ 11 (nie wiem).

• można dostosować GCC, dodając taką optymalizację: tak! Możesz go rozszerzyć, używając MELT-e. napisz własne rozszerzenie MELT robiąc to - lub z własną wtyczką GCC zakodowaną (boleśnie) w C++.

Jednak dodanie dodatkowej optymalizacji w GCC jest znacząca praca (nawet z wsadem): trzeba zrozumieć wnętrzności GCC. Prawdopodobnie jest to więcej niż tydzień pracy.

I nie jestem pewien, czy taka optymalizacja naprawdę jest warta wysiłku.