为什么 clang++ 比 adc 更喜欢 adcx

Question

我使用以下代码实现了多精度加法：

    bool carry{};
    std::array<uint64_t, N> r{};

    for (auto i = 0; i < N; ++i) {
       uint64_t aa = a[i];
       __uint128_t res = static_cast<__uint128_t>(aa) + b[i] + carry;
       carry = res >> 64;
       r[i] = res;
    }

并且 clang++6.0 生成了以下程序集：

400a49: 4c 01 c1                add    %r8,%rcx
400a4c: 66 49 0f 38 f6 c1       adcx   %r9,%rax
400a52: 66 49 0f 38 f6 f2       adcx   %r10,%rsi
400a58: 66 48 0f 38 f6 d7       adcx   %rdi,%rdx

谁能解释一下为什么 clang 选择使用 adcx 而不是 adc？据我所知，boto 具有相同的执行时间，但 adc 的编码为 3 个字节，而 adcx 为 6 个字节。

更新：我对它进行了更多的尝试，它的行为似乎很随机。如果 args 作为 const 引用传递，我得到 adcx https://godbolt.org/g/noFZNS 如果我按值传递，我会得到 adc:

https://godbolt.org/g/RkBWhV

如果代码不在函数内部，只是内联在 main 中，那就一团糟。

Answer 1

在我看来，这似乎是一个优化失误。我认为 adc 是更好的选择。在 Skylake 上，根据一些快速吞吐量测试（循环中有 xor eax,eax / times 4 adcx eax,edx），它们具有相同的性能特征。奇怪的是，Agner Fog 没有在他的指令表 (http://agner.org/optimize/) 中列出 adox/adcx，在 SKL ADC/ADCX/ADOX 上，p0/p6 都是 1 uop，延迟为 1c。

如果有的话，写入所有标志而不是仅写入 CF 不太可能导致性能问题。

您应该在 https://bugs.llvm.org/buglist.cgi 上报告此事。

直到 clang 知道当有两个并行 dep 链时如何实际交错 ADOX，在 ADCX 上花费额外的代码大小是没有意义的。

我可以想象一种罕见的情况，在这种情况下保留其他标志很有用，而且最近的 Intel CPU 似乎在部分标志方面非常有效，甚至不需要合并 uop。但这非常小众，而不是这里发生的事情（add 破坏所有标志）。

为什么 clang++ 比 adc 更喜欢 adcx

Why does clang++ prefer adcx over adc

c++

assembly

x86-64

clang++