如何控制C数学是否使用SSE2？

Question

我在fp:strict模式下用MSVC编写了C库的超越数学函数的程序集。它们似乎都遵循相同的模式，以下是sin的情况。

首先，有一个来自名为"disp_pentium4.inc“的文件的调度例程。它检查是否设置了变量___use_sse2_mathfcns；如果设置了，则调用__sin_pentium4，否则调用__sin_default。

__sin_pentium4 (在“sin_pentium4.asm”中)首先将参数从x87 fpu传输到xmm0寄存器，使用SSE2指令执行计算，然后将结果加载回fpu。

__sin_default (在“sin.asm”中)将变量保存在x87堆栈中，并简单地调用fsin。

因此，在这两种情况下，操作数都会被压入x87堆栈并返回，从而使其对调用者透明，但如果定义了___use_sse2_mathfcns，则操作实际上是在SSE2而不是x87中执行的。

我对这种行为非常感兴趣，因为x87先验函数因其行为因实现而略有不同而臭名昭著，而给定的一段SSE2代码应该始终提供可重现的结果。

有没有一种方法可以在编译或运行时确定将使用SSE2代码路径？我不精通编写汇编，所以如果这涉及到编写任何汇编，代码示例将不胜感激。

Answer 1

我通过对math.h的仔细研究找到了答案。这由一个名为_set_SSE2_enable的方法控制。这是一个有文档记录的公共符号here

启用或禁用在CRT数学例程中使用数据流单指令多数据扩展指令集2 (SSE2)指令。(此功能在x64架构上不可用，因为默认情况下会启用SSE2。)

这会导致将上述___use_sse2_mathfcns标志设置为所提供的值，从而有效地启用或禁用_pentium4 SSE2例程的使用。

文档提到这只会影响某些超越的函数，但是看一下反汇编，这似乎会影响到它们中的每个人。

编辑:单步执行每个函数都会显示它们在SSE2中都可用，但以下情况除外：

• sinh

• cosh

• tanh

• sqrt

• fmod

Sqrt是最大的违规者，但在SSE2中使用内部函数实现它是微不足道的。对于其他人，除了使用第三方库之外，没有简单的解决方案，但我可能没有第三方库。

Answer 2

为什么不使用你自己的库而不是C运行时呢？这将为计算机之间的一致性提供更强有力的保证(假设C运行时是作为DLL提供的，并且可能会在时间上稍有变化)。

我推荐CRlibm。如果您已经以SSE2为目标，并且只要您不打算更改FPU的舍入模式，那么您就处于使用它的理想条件中，并且您将找不到更准确的实现。

Answer 3

简短的答案是，你不能在你的代码中确定这个库将做什么，除非你还涉及到库实现的特定细节。这将使代码完全不可移植--即使是同一编译器的两个不同版本也可能改变库的内部结构。

当然，如果可移植性不是问题，那么使用extern <type> ___use_sse2_mathfcns;并检查它是否是真的显然是可行的。

我希望如果处理器有SSE2，并且您使用的是一个足够现代的库，那么它会尽可能地使用SSE2。但要说这一点是另一回事。

如果这对您的代码至关重要，那么实现您自己的超越函数并使用它们--这是保证相同结果的唯一方法。或者，使用一些合适的内联汇编(或超越)代码来计算选定的sin、cos等值，并将这些值与库提供的sin()和cos()函数进行比较。