使用 C++20 的 std::popcount 和向量优化是否等同于 popcnt 内在？

问题描述

C++20 引入了许多新函数，例如 std::popcount，我使用 Intel Intrinsic 使用相同的功能。

我编译了这两个选项 - 可以在 Compiler Explorer code 中看到：

1. 使用英特尔的 AVX2 内在函数
2. 使用 std::popcount 和 GCC 编译器标志“-mavx2”

看起来生成的汇编代码是一样的，除了 std 模板中使用的类型检查。

在与操作系统无关的代码方面并具有相同的优化 - 假设使用 std::popcount 和 apt 编译器向量优化标志比直接使用内在函数更好吗？

谢谢。

解决方法

技术上否。（但实际上，是的）。 C++ 标准只规定了popcount 的行为，而不是实现（参考[bit.count]）。

实现者可以做任何他们想做的事情来实现这种行为，包括使用 popcnt 内在函数，但他们也可以编写一个 while 循环：

int set_bits = 0;
while(x)
{
   if (x & 1)
      ++set_bits;
   x >>= 1;
}
return set_bits;

这是 [bit.count] 标准中的完整措辞：

template<class T>
constexpr int popcount(T x) noexcept;

约束：T 是无符号整数类型（[basic.fundamental]）。
返回：1 的值中 x 位的数量。

现实吗？编译器编写者非常聪明，并且会对其进行优化以尽可能多地使用内在函数。例如，gcc's implementation 似乎得到了相当大的优化。