Come determinare se C matematica utilizza SSE2?

Question

Sono entrato nell'assemblaggio delle funzioni matematiche trascendentali della libreria C con MSVC in modalità fp: strict. Sembrano tutti seguire lo stesso schema, ecco cosa succede per sin.

Prima c'è una routine di invio da un file chiamato "disp_pentium4.inc". Controlla se è stata impostata la variabile ___use_sse2_mathfcns; in tal caso, chiama __sin_pentium4, altrimenti chiama __sin_default.

__sin_pentium4 (in "sin_pentium4.asm") inizia trasferendo l'argomento da x87 fpu al registro xmm0, esegue il calcolo utilizzando le istruzioni SSE2 e carica nuovamente il risultato in fpu.

__sin_default (in "sin.asm") mantiene la variabile sullo stack x87 e chiama semplicemente fsin.

Quindi, in entrambi i casi, l'operando viene inserito nello stack x87 e riportato su di esso, rendendolo trasparente al chiamante, ma se è stato definito ___use_sse2_mathfcns, l'operazione viene effettivamente eseguita in SSE2 anziché in x87.

Questo comportamento è molto interessante per me perché le funzioni trascendentali x87 sono famose per avere comportamenti leggermente diversi a seconda dell'implementazione, mentre un dato pezzo di codice SSE2 dovrebbe sempre fornire risultati riproducibili.

C'è un modo per determinare per certo, in fase di compilazione o in fase di esecuzione, che verrà utilizzato il percorso del codice SSE2? Non sono abile a scrivere assembly, quindi se ciò comporta la scrittura di un assembly, un esempio di codice sarebbe apprezzato.

Answer 1

Ho trovato la risposta attraverso un'attenta analisi di matematica.h. Questo è controllato da un metodo chiamato _set_SSE2_enable.Questo è un simbolo pubblico documentato here:

Attiva o disattiva l'uso di Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) istruzioni in CRT routine matematiche. (Questa funzione non è disponibile sul architetture x64 perché SSE2 è abilitato di default.)

Ciò causa il ___use_sse2_mathfcns bandiera aforementionned da impostare al valore fornito, abilitando o disabilitando l'utilizzo delle routine _pentium4 SSE2.

La documentazione indica che questo riguarda solo alcune funzioni trascendentali, ma guardando allo smontaggio, questo sembra influire su tutti.

Edit: entrare in ogni funzione rivela che sono tutti disponibili in SSE2 ad eccezione dei seguenti:

• fmod
• Sinh
• cosh
• tanh
• sqrt

Sqrt è il più grande autore di reato, ma è banale da im plement in SSE2 usando intrinseche. Per gli altri, non esiste una soluzione semplice, ad eccezione forse dell'uso di una libreria di terze parti, ma probabilmente potrei fare a meno.

Answer 2

La risposta breve è che non è possibile indicare NEL VOSTRO CODICE per certo ciò che farà la libreria, a meno che non si tratti anche di dettagli specifici dell'implementazione della libreria. Questi renderebbero il codice completamente non portabile - anche due diverse build dello stesso compilatore potrebbero cambiare le parti interne della libreria.

Ovviamente, se la portabilità non è un problema, utilizzare extern <type> ___use_sse2_mathfcns; e verificare se è vero funzionerebbe chiaramente.

Mi aspetto che se il processore ha SSE2 e si utilizza una libreria abbastanza moderna, utilizzerà SSE2 laddove possibile. Ma dire che per certo è una questione diversa.

Se questo è fondamentale per il codice, implementare le proprie funzioni trascendentali e utilizzarle: questo è l'unico modo per garantire lo stesso risultato. In alternativa, utilizzare un codice assembler (o trascendente) in linea appropriato per calcolare i valori selezionati sin, cos, ecc. E confrontarli con le funzioni sin() e cos() fornite dalla libreria.

Answer 3

Perché non utilizzare la propria libreria al posto del runtime C? Ciò fornirebbe una garanzia ancora maggiore di coerenza tra i computer (presumibilmente il runtime C è fornito come una DLL e potrebbe cambiare leggermente nel tempo).

Vorrei raccomandare CRlibm. Se stai già bersagliando SSE2 e fino a quando non hai intenzione di cambiare la modalità di arrotondamento della FPU, sei nelle condizioni ideali per usarlo e non troverai un'implementazione più accurata.