为什么x[i]=if比if…x[i]=快

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这让我感到困惑/好奇，为什么这个代码

[见组装]

void maxArray(double* x, double* y) {
    for (int i = 0; i < 65536; i++) {
        x[i] = ((y[i] > x[i]) ? y[i] : x[i]);
    }
}

...比这个代码更快？

[见组装]

void maxArray(double* x, double* y) {
    for (int i = 0; i < 65536; i++) {
        if (y[i] > x[i]) x[i] = y[i];
    }
}

并且作为记录，第一个中的结果程序集与扩展版本相同：

inline double fn(double a, double b) {
    if (a > b) {
        return a;
    } else {
        return b;
    }
}
void maxArray(double* x, double* y) {
    for (int i = 0; i < 65536; i++) {
        x[i] = fn(y[i], x[i]);
    }
}

[见组装]

我明白了。第一个是设置x[i]到条件，中间是有条件设置x[i]。两者都有条件，所以都有分支？是不是因为后者的扩展 if 语句被优化为向量汇编max命令，而前者由于某种原因未被识别为 max 函数？

gcc 10.3 x86_64 -Ofast -march=native

回答

从生成的汇编代码应该是清楚的。在第一种情况下，您会得到：

# x[i] = ((y[i] > x[i]) ? y[i] : x[i])

vmovupd ymm1, YMMWORD PTR [rsi+rax
vmaxpd  ymm0, ymm1, YMMWORD PTR [rdi+rax]
vmovupd YMMWORD PTR [rdi+rax], ymm0

在第二种情况下，您会得到：

# if (y[i] > x[i]) x[i] = y[i];

vmovupd  ymm0, YMMWORD PTR [rsi+rax]
vcmppd   k1, ymm0, YMMWORD PTR [rdi+rax], 14
kortestb k1, k1
je       .L3
vmovupd  YMMWORD PTR [rdi+rax]{k1}, ymm0

正如您在第一个代码段中看到的，编译器使用VMAXPD专用指令来计算两个双精度浮点值的最大值，没有分支。但是，在第二个代码段中，有一个比较 ( VCMPPD)，然后是一个测试 ( KORTESTB) 和一个分支 ( JE)。

  • @Alasdair: it can't optimize to just `max` + vector store because it's not allowed to invent writes. [Crash with icc: can the compiler invent writes where none existed in the abstract machine?](https://stackoverflow.com/q/54524947) and [AVX-512 and Branching](https://stackoverflow.com/q/47481762)
以上是为什么x[i]=if比if…x[i]=快的全部内容。
THE END
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