问题标签 [compiler-optimization]

我面临一个相当特殊的问题。我正在为不支持按位运算的架构开发编译器。但是，它处理有符号的 16 位整数运算，我想知道是否可以仅使用以下方法实现按位运算：

• 加法( c = a + b )
• 减法( c = a - b )
• 除法( c = a / b )
• 乘法( c = a * b )
• 模数( c = a % b )
• 最小值( c = min(a, b) )
• 最大值( c = max(a, b) )
• 比较（c =（a < b），c =（a == b），c =（a <= b）等）
• 跳转（goto、for 等）

我希望能够支持的按位运算是：

• 或( c = a | b )
• 和( c = a & b )
• 异或( c = a ^ b )
• 左移( c = a << b )
• 右移( c = a >> b )
• （所有整数都有符号，所以这是一个问题）
• 有符号移位( c = a >>> b )
• 一个的补码( a = ~b )
• （已经找到解决方案，见下文）

通常问题是相反的。如何使用按位 hack 实现算术优化。但是在这种情况下不是。

这种架构上的可写内存非常稀缺，因此需要按位运算。按位函数本身不应使用大量临时变量。但是，常量只读数据和指令内存是丰富的。附带说明一下，跳转和分支并不昂贵，并且所有数据都可以轻松缓存。跳转花费的周期是算术（包括加载/存储）指令的一半。换句话说，所有上述支持的功能都花费了单次跳转周期的两倍。

一些可能有帮助的想法：

我发现您可以使用以下代码进行补码（否定位）：

我还记得用 2 的幂除时的旧移​​位技巧，因此按位移位可以表示为：

对于其余的按位运算，我有点不知所措。我希望这种架构的架构师能够提供位操作。

我还想知道是否有一种快速/简单的方法可以在不使用内存数据表的情况下计算两个的幂（用于移位操作）。一个天真的解决方案是跳入乘法领域：

或 Set & Jump 方法：

一个小测试程序：

结果 ：

在 Visual Studio 2008 和 2010 上测试。

1. 我曾在其他编译器上工作过，如果我没记错的话，第一个结果就像第二个结果一样。现在我的记忆可能是错误的，但 TEST_FLOAT 的值不应该与 TEST_C 相同吗？如果不是，为什么？
2. TEST_C 值是在编译时还是在运行时解析的？我总是假设前者，但现在我看到这些结果我有些怀疑......

我正在使用基于 x86 的内核来操作 32 位内存映射寄存器。仅当 CPU 生成 32 位宽的读取和写入此寄存器时，我的硬件才能正常运行。该寄存器在 32 位地址上对齐，不能以字节粒度寻址。

我可以做些什么来保证我的 C（或 C99）编译器在所有情况下都只会生成完整的 32 位宽的读取和写入？

例如，如果我执行如下读取-修改-写入操作：

我不希望编译器对只有底部字节更改并生成 8 位宽读/写的事实变得聪明。由于 x86 上 8 位操作的机器代码通常更密集，我担心不需要的优化。通常禁用优化不是一种选择。

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一篇有趣且非常相关的论文：http ://www.cs.utah.edu/~regehr/papers/emsoft08-preprint.pdf

我们有一些看起来像这样的代码：

不幸的是，当使用 flag 时/fp:fast，我们得到了，calc_something(0)==1所以我们显然采用了错误的代码路径。这只发生在我们在代码中的多个点使用不同参数的方法时，所以我认为编译器（Microsoft Visual Studio 2008，SP1）在这里进行了一些可疑的优化。

此外，当我们将界面更改为

但我不知道为什么这会解决奇怪的行为。任何人都可以解释这种行为吗？如果我无法理解发生了什么，我们将不得不移除/fp:fast开关，但这会使我们的应用程序变得相当慢。

我们可以在 c++ 中看到优化的代码............（不是汇编）吗？

__assume 的文档说“__assume 最常见的用法是使用 switch 语句的默认情况，如下例所示。”。

• 是否有任何其他情况 __assume 可以导致更有效（甚至不同）的代码？
• 在 if / else 内部时，编译器是否会自动“假设”由于 if 条件而已经知道的内容？

我找不到任何可以显示上述任何内容的重要示例-我希望其他人可以。

在 Visual Studio C/C++ 项目中，很容易在“属性页 | C/C++ | 优化”中修改编译器的优化设置。例如，我们可能会给出不同的优化级别如 /O2 和 /O3，以及高级优化如“省略帧指针”。

但是，我不能简单地在 Visual Studio 的 C# 项目中找到相应的 UI。我能找到的只是关闭优化：“优化代码”复选框就是我所拥有的。

C# 用户可以像 C/C++ 一样控制详细的编译器优化吗？我必须在命令行中提供编译器选项吗？

背景：

许多年前，我继承了一个代码库，它使用 Visual Studio (VC++) 标志“/fp:fast”在特定计算量大的库中生成更快的代码。不幸的是，'/fp:fast' 产生的结果与不同编译器 (Borland C++) 下的同一个库略有不同。因为我们需要产生完全相同的结果，所以我切换到“/fp:precise”，它工作得很好，从那以后一切都很顺利。但是，现在我在 uBuntu Linux 10.04 上使用 g++ 编译同一个库，我看到了类似的行为，我想知道它是否可能有类似的根本原因。我的 g++ 构建的数值结果与我的 VC++ 构建的数值结果略有不同。这让我想到了我的问题：

问题：

g++ 是否具有与 VC++ 中的 'fp:fast' 和 'fp:precise' 选项等效或相似的参数？（它们是什么？我想激活 'fp:precise' 等效项。）

更多详细信息：

我使用'make'编译，它调用g++。据我所知（make 文件有点神秘，不是我写的）添加到 g++ 调用的唯一参数是“正常”参数（包括文件夹和要编译的文件）和 -fPIC（我不确定这个开关的作用，我在“手册”页上看不到它）。

'man g++' 中唯一相关的参数似乎是用于打开优化选项。（例如 -funsafe-math-optimizations）。但是，我不认为我在打开任何东西，我只是想关闭相关的优化。

我尝试过发布和调试版本，VC++ 为发布和调试提供了相同的结果，而 g++ 为发布和调试提供了相同的结果，但我无法让 g++ 版本给出与 VC++ 版本相同的结果。

我只是想知道 MSVC++ 编译器如何优化代码（带有代码示例）或者他不能优化什么以及为什么。

例如，我使用了类似这样的 SSE-intrinsics（var 是一个 __m128 值）（它用于截头体剔除测试）：

当我查看 asm 输出时，我看到它确实编译成一个丑陋的非常跳跃的版本（而且我知道 CPU 只是讨厌快速跳跃）而且我也知道我可以使用 SSE4.1 PTEST 指令对其进行优化，但是为什么编译器不这样做（即使编译器编写者定义了 PTEST 内在函数，所以他们知道指令）？

它也不能做哪些优化（直到现在）。

这是否意味着我使用当今的技术被迫使用内在函数和内联 ASM 以及链接的 ASM 函数，并且编译器会找到这样的东西（我不这么认为）？

我在哪里可以阅读更多关于 MSVC++ 编译器优化的信息？

（编辑 1）： 我使用了 SSE2 开关和 FP:fast 开关

我正在尝试以 OpenCV 2.1、VS2008 标准读取 avi 文件 2 天，但没有运气。我经常在程序控制台中收到此消息：

编译器未对齐堆栈变量。Libavcodec 已被错误编译，可能非常缓慢或崩溃。这不是 libavcodec 中的错误，而是编译器中的错误。您可以尝试使用 gcc >= 4.2 重新编译。不要向 FFmpeg 开发人员报告崩溃。

..我得到的帧速率是 0.5fps 播放。我尝试了各种 AVI 和 MPEG 文件，结果仍然相同。此外，包含使用网络摄像头的示例非常慢。我在使用 OpenCV 1.1 时没有遇到这样的问题

我已经尝试解决此问题的事情：

• 重新编译整个库
• 从 SVN 更新库并重新编译
• 尝试了各种版本的 libavcodec.a 文件

我用来读取文件的代码如下所示：

谁能帮我？这让我发疯:(