在C/C++代码中使用SSE等指令集的指令(1)介绍
我們知道，在C/C++代碼中，可以插入?yún)R編代碼提高性能。現(xiàn)在的指令集有了很多的高級(jí)指令，如果我們希望使用這些高級(jí)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一些高效的算法，就可以在代碼中嵌入?yún)R編，使用SSE等高級(jí)指令，這是可行的，但是如果對(duì)匯編不太熟悉，不愿意使用匯編的人來(lái)說(shuō)，其實(shí)也是可以的，這就是Compiler Intrinsics（http://msdn.microsoft.com/zh-cn/site/26td21ds）。
PS：下面的內(nèi)容以Windows平臺(tái)為主，對(duì)于Linux下，也有類似的方法。
（1）什么是Intrinsics
Intrinsics是對(duì)MMX、SSE等指令集的指令的一種封裝，以函數(shù)的形式提供，使得程序員更容易編寫(xiě)和使用這些高級(jí)指令，在編譯的時(shí)候，這些函數(shù)會(huì)被內(nèi)聯(lián)為匯編，不會(huì)產(chǎn)生函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷。在理解intrinsics指令之前，先理解intrinsics函數(shù)。
（3）#pragma intrinsic和#pragma function
#pragma intrinsic(function[,function][,function]...)：表示后面的函數(shù)將進(jìn)行intrinsic，替換為內(nèi)部函數(shù)，去掉了函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷，注意：有些地方解釋為內(nèi)聯(lián)，但是和內(nèi)聯(lián)并不完全相同，對(duì)于內(nèi)聯(lián)，可以指定任意函數(shù)為內(nèi)聯(lián)，但是此pragma intrinsic只能適用于編譯器規(guī)定的一部分函數(shù)，不是所有函數(shù)都能使用，而且，inline關(guān)鍵字一般用于指定自定義的函數(shù)，intrinsic則是系統(tǒng)庫(kù)函數(shù)的一部分。參考http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/tzkfha43.aspx獲取詳細(xì)的說(shuō)明。
下面分析這個(gè)例子：
cl /c test.c /FA
輸出得到其匯編文件：
仍然參考MSDN（http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/tzkfha43.aspx）可以看到其中一段話：
The floating-point functions listed below do not have true intrinsic forms. Instead they have versions that?pass arguments directly to the floating-point chip rather than pushing them onto the program stack.
當(dāng)然，這是描述其中一部分Intrinsics函數(shù)的，Intrinsics也有不同的方式進(jìn)行優(yōu)化/內(nèi)聯(lián)，具體參考MSDN查詢哪些函數(shù)可以使用Intrinsics以及是如何工作的（http://msdn.microsoft.com/zh-cn/site/26td21ds）。
#pragma function：使用格式和intrinsics一樣，pragma function用于指定函數(shù)不進(jìn)行intrinsics操作，也就是不生成內(nèi)部函數(shù)。
最后，要知道的一個(gè)內(nèi)容是一個(gè)相關(guān)的編譯選項(xiàng)：/Oi
http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/f99tchzc.aspx
/Oi 僅作為對(duì)編譯器的請(qǐng)求，用于將某些函數(shù)調(diào)用替換為內(nèi)部函數(shù)；為產(chǎn)生更好的性能，編譯器可能會(huì)調(diào)用函數(shù)（而不會(huì)將該函數(shù)調(diào)用替換為內(nèi)部函數(shù)）。
簡(jiǎn)單的理解，就是告訴編譯器盡量使用intrinsics版本的調(diào)用，當(dāng)然，最終的實(shí)際調(diào)用依賴于編譯器的判斷。
也可以參考wiki中（http://en.wikipedia.org/wiki/Intrinsic_function）關(guān)于intrinsic functions來(lái)幫助理解其作用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以理解為編譯器的“內(nèi)置函數(shù)”，編譯器會(huì)根據(jù)情況進(jìn)行一些優(yōu)化。
（4）指令集相關(guān)的intrinsics介紹
上面介紹的是pragma對(duì)intrinsic函數(shù)的使用，其中介紹了cos，還有很多類似的“內(nèi)置函數(shù)版本”。有時(shí)候?qū)⑸厦娴倪@些稱之為”intrinsics函數(shù)“，除此之外，intrinsics更廣泛的使用是指令集的封裝，能直接映射到高級(jí)指令集，從而使得程序員可以以函數(shù)調(diào)用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)匯編能達(dá)到的功能，編譯器會(huì)生成為對(duì)應(yīng)的SSE等指令集匯編。
1. 如何使用這類函數(shù)
在windows上，包含#include <**mmintrin.h>頭文件即可（不同的指令集擴(kuò)展的函數(shù)可能前綴不一樣），也可以直接包含#include <intrin.h>（這里面會(huì)根據(jù)使用環(huán)境判斷使用ADM的一些兼容擴(kuò)展）。
2.?關(guān)于數(shù)據(jù)類型
這些和指令集相關(guān)的函數(shù)，一般都有自己的數(shù)據(jù)類型，不能使用一般的數(shù)據(jù)類型傳遞進(jìn)行計(jì)算，一般來(lái)說(shuō)，MMX指令是__m64（http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/08x3t697(v=VS.90).aspx）類型的數(shù)據(jù)，SSE是__m128類型的數(shù)據(jù)等等。
3. 函數(shù)名：
這類函數(shù)名一般以__m開(kāi)頭。函數(shù)名稱和指令名稱有一定的關(guān)系。
4. 加法實(shí)例：
下面使用SSE指令集進(jìn)行加法運(yùn)算，一條指令對(duì)四個(gè)浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算：
（5）總結(jié)：
1.?Intrinsics函數(shù)：能提高性能，會(huì)增大生成代碼的大小，是編譯器的”內(nèi)置函數(shù)“。
2. Intrinsics對(duì)指令的封裝函數(shù)：直接映射到匯編指令，能簡(jiǎn)化匯編代碼的編寫(xiě)，另外，隱藏了寄存器分配和調(diào)度等。由于涉及到的數(shù)據(jù)類型、函數(shù)等內(nèi)容較多，這里只是一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的在C/C++代码中使用SSE等指令集的指令(1)介绍的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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