在海湾合作委员会中的怪异自动矢量化，在Godbolt上取得了不同的结果

Question

我对自动矢量化结果感到困惑。以下代码addtest.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define ELEMS 1024

int
main()
{
  float data1[ELEMS], data2[ELEMS];
  for (int i = 0; i < ELEMS; i++) {
    data1[i] = drand48();
    data2[i] = drand48();
  }
  for (int i = 0; i < ELEMS; i++)
    data1[i] += data2[i];
  printf("%g\n", data1[ELEMS-1]); 
  return 0;
}

与gcc 11.1.0 by编辑，

gcc-11 -O3 -march=haswell -masm=intel -save-temps -o addtest addtest.c

并且add-to循环是自动矢量进行的，因为

.L3:
    vmovaps ymm1, YMMWORD PTR [r12]
    vaddps  ymm0, ymm1, YMMWORD PTR [rax]
    add r12, 32
    add rax, 32
    vmovaps YMMWORD PTR -32[r12], ymm0
    cmp r12, r13
    jne .L3

这很明显：加载来自data1 data1 < /code>，加载并从data2，将存储到data1中，并在两者之间推进索引。

如果我将相同的代码传递给 https://godbolt.org ，选择x86-64 GCC-11.1.1.1.1.1.1 < /code> and Options -O3 -March = Haswell，我得到以下汇编代码：

.L3:
        vmovaps ymm1, YMMWORD PTR [rbp-4112+rax]
        vaddps  ymm0, ymm1, YMMWORD PTR [rbp-8208+rax]
        vmovaps YMMWORD PTR [rbp-8240], ymm1
        vmovaps YMMWORD PTR [rbp-8208+rax], ymm0
        add     rax, 32
        cmp     rax, 4096
        jne     .L3

令人惊讶的一件事是不同的地址处理，但是完全混淆我的事情是附加商店到> [RBP-8240]。据我所知，这个位置再也不会使用。

如果我在Godbolt上选择GCC 7.5，那么多余的商店就会消失（但从8.1起，它是生产的）。

所以我的问题是：

• 为什么我的编译器和Godbolt之间有区别（不同的地址处理，多余的商店）？
• 多余的商店做什么？

非常感谢您的帮助！

Answer 1

差异制造者是-fpie，默认情况下在大多数发行版中，但不是Godbolt。这不是很有意义的，但是编译器是复杂机械，不是“聪明”。

它也不是-march = Haswell或AVX的特定特定。仅-O3也会发生相同的差异。

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Godbolt使用比发行版更简单的选项配置GCC，例如无默认值，没有-fstack-protector-strong。要在本地匹配Godbolt，请至少使用-fno-pie -no-pie -fno-stack-protector。我可能会忘记其他人。

idk为什么这会触发或避免错过优化，但我可以用GCC 11.1确认它在我的Arch GNU/Linux系统上进行。

与gcc -o3 -march = Haswell -fno -stack -protector -fno -pie
本地
（and -Masm = Intel -s -o- vec.c | Limes）它与Godbolt：

.L3:
        vmovaps ymm1, YMMWORD PTR [rbp-4112+rax]
        vaddps  ymm0, ymm1, YMMWORD PTR [rbp-8208+rax]
        vmovaps YMMWORD PTR [rbp-8240], ymm1
        vmovaps YMMWORD PTR [rbp-8208+rax], ymm0
        add     rax, 32
        cmp     rax, 4096
        jne     .L3

但是使用distro配置的GCC默认为-O3 -March = haswell：

.L3:
        vmovaps ymm1, YMMWORD PTR [r12]
        vaddps  ymm0, ymm1, YMMWORD PTR [rax]
        add     r12, 32
        add     rax, 32
        vmovaps YMMWORD PTR -32[r12], ymm0
        cmp     r12, r13
        jne     .L3

没有-march = Haswell也会发生相同的错过。我们得到移动XMMWord Ptr [RSP]，XMM1存储到环路内的固定地址。 （由于GCC不需要过度对准堆栈即可溢出32字节向量，因此它不使用RBP作为帧指针。）

出于明显的原因，使用-fpie > 在Godbolt Compiler Explorer上，也避免多余的商店。 （使您在本地获得相同的ASM）。 -fpie强迫GCC在静态存储中的数组中执行此操作（因为[ARR + RAX]将要求符号地址作为32位绝对：

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您可以并且应该在 GCC的Bugzilla 中 - 优化”。