GCC __builtin_函數

Question

以下功能是在一個時鍾周期內執行的嗎？

__builtin_popcount
__builtin_ctz
__builtin_clz

同樣的ll（64位）版本的時鍾周期是多少。 他們是便攜式的嗎 為什么或者為什么不？

Answer 1

這些功能是在一個時鍾周期內執行的嗎？

不必要。 在可以使用單個指令實現它們的體系結構中，它們通常是計算該功能的最快方式（但仍然不一定是單個時鍾周期）。 在不能將其作為單個指令實現的體系結構中，它們的性能不太確定。

在我的處理器（Core 2 Duo）上， __builtin_ctz和__builtin_clz可以用一條指令（位掃描正向和位掃描反向）實現。 但是，在我的處理器上使用單個指令無法實現__builtin_popcount 。 對於__builtin_popcount ，gcc 4.7.2調用庫函數，而clang 3.1生成內聯指令序列（實現這個位錯誤的hack ）。 顯然，這兩種實現的性能將不盡相同。

它們便攜嗎？

它們不能跨編譯器移植。 它們起源於GCC（據我所知），並且也在其他一些編譯器中實現，例如Clang。

支持這些功能的編譯器可以為多種架構提供它們，但實現質量（性能）可能會有所不同。

像這樣的__builtin函數用於以比使用內聯匯編更簡單的方式訪問特定的機器指令。 如果您需要實現最高性能並且願意犧牲可移植性來執行此操作，或者為未提供這些功能的編譯器或平台提供替代實現，那么使用它們是有意義的。 如果最佳低級性能是您的目標，您還應檢查編譯器的匯編輸出，以確定它是否真正生成您希望它使用的指令。

Answer 2

通過將-O3 -march=native -S編譯為匯編代碼，您可以初步了解編譯器對其執行的操作。 在那里你可以檢查這是否只解析為一個匯編語句。 如果是這樣，這並不能保證在一個周期內完成。 要知道實際成本，你必須衡量。