我正在使用 gcc -O2 -march=native 标志编译相同的基准。然而，有趣的是，当我查看objdump 时，它实际上会产生一些指令，如vxorpd 等，我认为这些指令只应在启用-ftree-vectorize 时出现（而-O2 默认不应该启用它？ ) 如果我在 32 位指令中添加 -m32 标志来编译，这些打包指令就会消失。有遇到过类似情况的能解释一下吗？谢谢。
【问题讨论】：
标签： gcc optimization x86 x86-64 compiler-optimization
XORPD 是经典的 SSE2 指令，它对两个压缩双精度浮点值执行按位逻辑异或。
VXORPD 是同一条指令的向量版本。本质上，它是带有VEX prefix 的经典SSE2 XORPD 指令。这就是操作码中“V”前缀的含义。它是与 AVX（高级矢量扩展）一起引入的，并且在任何支持 AVX 的架构上都受支持。 （实际上有两个版本，一个适用于 128 位 AVX 寄存器的 VEX.128 编码版本，一个适用于 256 位 AVX2 寄存器的 VEX.256 编码版本。）
所有旧的 SSE 和 SSE2 指令都可以添加 VEX 前缀，为它们提供三操作数形式，并允许它们与其他新的 AVX 指令更有效地交互和调度。它还避免了the high cost of transitions between VEX and non-VEX modes。否则，这些新编码保留相同的行为。因此，只要目标架构支持它们，编译器通常会生成这些指令的 VEX 前缀版本。显然，在您的情况下，march=native 指定的架构至少支持 AVX。
在 GCC 和 Clang 上，即使关闭优化 (-O0)，您实际上也会收到这些指令，因此在启用优化时您肯定会收到它们。 -ftree-vectorize 开关和任何其他矢量化特定优化开关都不需要打开，因为这实际上与矢量化代码没有任何关系。更准确地说，代码流没有改变，只是指令的编码。
你可以用可以想象的最简单的代码来看到这一点：
double Foo()
{
return 0.0;
}
Foo():
vxorpd xmm0, xmm0, xmm0
ret
这就解释了为什么在使用 -march=native 开关编译 64 位版本时会看到 VXORPD 及其朋友。
这就留下了一个问题，为什么当您抛出-m32 开关（这意味着为32 位平台生成代码）时您没有看到它。 SSE 和 AVX 指令在针对这些平台时仍然可用，并且我相信它们会在某些情况下使用，但由于 32 位 ABI 的显着差异，它们不能被频繁使用。具体来说，32 位 ABI 要求在 x87 浮点堆栈上返回浮点值。由于这需要使用 x87 浮点指令，因此优化器倾向于坚持使用这些指令，除非它对一段代码进行大量矢量化。这是唯一一次真正有意义地将 x87 堆栈中的值混洗到 SIMD 寄存器并再次返回。否则，这将是性能消耗，几乎没有实际好处。
您也可以看到这一点。只需抛出-m32 开关即可查看输出的变化：
Foo():
fldz
ret
FLDZ 是 x87 FPU 指令，用于在浮点堆栈顶部加载常量零，准备好返回给调用者。
显然，当您使代码更复杂时，您更有可能更改优化器的启发式方法并说服它发出 SIMD 指令。如果启用基于矢量化的优化，则更有可能。
【讨论】：
只是添加到Cody Gray's very good answer，您可以通过输出到汇编器并打开-fverbose-asm来检查gcc的内部启用选项。
例如：
gcc -O2 -fverbose-asm -S -o test.S test.c
将在test.S 中列出在所选优化级别启用的所有优化选项（此处为-O2）。
【讨论】：