为什么 C++ 中的 fetestexcept 被编译为函数调用而不是内联

问题描述

我正在评估性能关键/“热”代码中浮点异常的使用（清除和查询）。查看生成的二进制文件，我注意到 GCC 和 Clang 都没有将调用扩展为我期望的内联指令序列；相反，它们似乎生成了对运行时库的调用。这对我的应用程序来说太昂贵了。

考虑以下最小示例：

#include <fenv.h>
#pragma STDC FENV_ACCESS on

inline int fetestexcept_inline(int e)
{
  unsigned int mxcsr;
  asm volatile ("vstmxcsr" " %0" : "=m" (*&mxcsr));
  return mxcsr & e & FE_ALL_EXCEPT;
}

double f1(double a)
{
    double r = a * a;
    if(r == 0 || fetestexcept_inline(FE_OVERFLOW)) return -1;
    else return r;
}

double f2(double a)
{
    double r = a * a;
    if(r == 0 || fetestexcept(FE_OVERFLOW)) return -1;
    else return r;
}

以及 GCC 产生的输出：https://godbolt.org/z/jxjzYY

编译器似乎知道他可以对目标使用依赖于 cpu 系列的 AVX 指令（它使用“vmulsd”进行乘法）。但是，无论我尝试使用哪种优化标志，它总是会产生对 glibc 的更昂贵的函数调用，而不是（据我所知）应该执行相应 glibc 函数所做的程序集。

这不是抱怨，我可以添加内联程序集。我只是想知道是否存在我忽略的细微差别，这可能是内联汇编版本中的错误。

解决方法

需要支持 long double 算术。 fetestexcept 需要合并 SSE 和 FPU 状态，因为 long double 操作只更新 FPU 状态，而不是 MXSCR 寄存器。因此，内联带来的好处有所减少。