C++ 如何避免SSE管道冲洗？

我在苏格兰和南方能源公司遇到了一个非常微妙的问题。在这种情况下，我想用SSE优化我的光线跟踪器，这样我就可以基本了解如何用SSE提高性能

我想从这个函数开始

Vector3f Add( const Vector3f& v0 , Vector3f& v1 );

（实际上，我首先尝试优化交叉积，为了简单起见，这里显示了加法，我知道这不是我的光线跟踪器的瓶颈。）

以下是结构定义的一部分：

struct Vector3f
{ union { struct{ float x ; float y ; float z; float reserved; }; __m128 data; };

问题是SSE寄存器将与此声明保持一致，编译器不够聪明，无法保存这些SSE寄存器以供进一步使用。 使用以下声明，可以避免冲洗

__m128 Add( __m128 v0_data, __m128 v1_data );

在这种情况下，我可以采用这种方式，但对于包含四个m128数据的矩阵来说，这将是一种丑陋的设计。你不能让操作符作用于向量3f本身，而是作用于它的数据：（

最令人不安的是，为了适应这种变化，你将不得不在任何地方更改更高级别的代码。而这种通过SSE进行优化的方式对于大型游戏引擎来说绝对不是一种选择，在它工作之前，你将更改大量的代码

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在不避免SSE寄存器刷新的情况下，它的能力将被那些无用的刷新命令耗尽，我想这会使SSE变得无用。

在这里使用联合似乎是一件坏事。只要编译器看到用某个东西统一起来的

\uu m128

，它就会在理解何时更新值方面出现问题，从而导致过度使用e内存操作

在这种情况下，MSVC并不是性能最差的编译器。只需检查一下，它的运行速度比MSVC2013在我的机器上生成的代码慢12倍（这是和寄存器溢出），比最佳代码慢20多倍

有趣的是，大多数编译器只有在真正使用

x

、

y

、

z

成员访问数据时才会开始做傻事。例如，MSVC2013只有在计算后通过标量成员读取时才会溢出寄存器（我想是为了确保这些成员是实际的）。如果您使用

\u mm\u setr\u ps

设置初始值，而不是将它们直接写入成员，则上述GCC的可怕行为就会消失

在这种情况下，最好避免联合。似乎OP也做出了相同的决定（请参阅）。使访问单个坐标变得更困难具有良好的“心理”性能效果：一个人在编写标量代码之前会三思。您可以轻松地使用提取/插入内部函数编写setter/getter（使编译器生成这些指令），或使用简单的指针算法（使编译器选择某种方式）：

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当我删除union并简单地使用

\uuu m128

时，生成的代码在所有编译器上都会变得更好。但是，MSVC2013仍然有不必要的移动：每个算术运算都有一个无用的寄存器移动。我想这是编译器内联算法的低效。您可以在MSVC2013中通过声明所有f来删除这些移动函数为。请注意，如果您的simd函数根本没有内联，使用这种新的调用约定还可以避免注册溢出。

@JerryCao1985您可以在问题中直接提及这一点，方法是编辑它，而不是将其添加为注释。如果您对simd优化持认真态度，则需要做好准备完全重新考虑您的代码，以便您可以完全在SIMD中均匀地处理大块数据。尝试以特殊方式将SIMD应用于现有的代码库通常是次优的，正如您在上面的示例中已经看到的那样。注意：您不能既有蛋糕又有蛋糕。它肯定是大型游戏引擎的一个选项，而且是的，SIMD入侵并试图“污染”你的所有代码。就这样吧。只要从一开始就记住这一点，你就会没事的。。

float getX() const { return ((float*)&data)[0]; }