编译器（gcc）可以保证 c++ 循环吗？答案

【问题标题】：Can c++ loops be guaranteed by the compiler (gcc)?编译器（gcc）可以保证 c++ 循环吗？
【发布时间】：2016-03-03 08:54:00
【问题描述】：

我必须进行以下 AVX 操作：

__m256 perm, func;
__m256 in = _mm256_load_ps(inPtr+x);
__m256 acc = _mm256_setzero_ps();

perm = _mm256_shuffle_ps(in, in, _MM_SHUFFLE(3,2,1,0));
func = _mm256_load_ps(fPtr+0);
acc = _mm256_add_ps(acc, _mm256_mul_ps(perm, func));

perm = _mm256_shuffle_ps(in, in, _MM_SHUFFLE(2,3,0,1));
func = _mm256_load_ps(fPtr+1);
acc = _mm256_add_ps(acc, _mm256_mul_ps(perm, func));

perm = _mm256_shuffle_ps(in, in, _MM_SHUFFLE(1,0,3,2));
func = _mm256_load_ps(fPtr+2);
acc = _mm256_add_ps(acc, _mm256_mul_ps(perm, func));

perm = _mm256_shuffle_ps(in, in, _MM_SHUFFLE(0,1,2,3));
func = _mm256_load_ps(fPtr+3);
acc = _mm256_add_ps(acc, _mm256_mul_ps(perm, func));

可以这样改写：

__m256 perm, func;
__m256 in = _mm256_load_ps(inPtr+x);
__m256 acc = _mm256_setzero_ps();
for(int i=0;i<4;++i)
{
    perm = _mm256_shuffle_ps(in, in, _MM_SHUFFLE(3^i,2^i,1^i,0^i));
    func = _mm256_load_ps(fPtr+i);
    acc = _mm256_add_ps(acc, _mm256_mul_ps(perm, func));
}

这在 gcc 4.9.1 中编译，尽管 _mm256_shuffle_ps 只接受立即整数值作为第三个参数。这意味着，i 被接受为立即数，因此意味着循环已展开。

所以我很好奇：这是编译器保证的，还是当优化标志被修改或 gcc 版本改变时会导致编译错误？使用其他编译器怎么样（msvc、icc、clang...）

【问题讨论】：

你试过-O0吗？会发生什么？
另外，您如何得出只支持立即数的结论？ GCC implementation 似乎采用了const int，而the Intel spec 似乎表示相同。
const int 签名没有说明任何内容，因为语言中没有任何内容指定参数是否为立即数。此外，英特尔内部文档中的任何 imm 参数都意味着立即数。这在 MSDN 文档中更清楚。最后，在 gcc 中使用非立即数会触发错误：“最后一个参数必须是 8 位立即数”

标签： c++ loop-unrolling

【解决方案1】：

内在函数确实需要立即值。编译之所以有效，是因为它通过展开循环被优化为常量，并且使用 -O0 编译确实会触发以下错误：

(...)\lib\gcc\x86_64-w64-mingw32\4.9.2\include\avxintrin.h:331: 错误：最后一个参数必须是 8 位立即数
      __mask);
            ^

这里用icc报告了一个类似的案例：

https://software.intel.com/en-us/forums/intel-c-compiler/topic/287217

【讨论】：