通知 c 或 c++ 编译器循环长度是 8 的倍数

Question

我想用c++编写如下函数（使用gcc 11.1和-O3 -mavx -std=c++17编译）

void f( float * __restrict__ a, float * __restrict__ b, float * __restrict__ c, int64_t n) {
    for (int64_t i = 0; i != n; ++i) {
        a[i] = b[i] + c[i];
    }
}

这会生成大约 60 行汇编代码，其中许多处理 n 不是 8 的倍数的情况。https://godbolt.org/z/61MYPG7an

我知道n 始终是 8 的倍数。我可以更改此代码的一种方法是将for (int64_t i = 0; i != n; ++i) 替换为for (int64_t i = 0; i != (n / 8 * 8); ++i)。这只生成大约 20 条汇编指令。 https://godbolt.org/z/vhvdKMfE9

然而，在第二个神螺栓链接的第 5 行，有一条指令将n 的最低三位归零。如果有办法通知编译器n 将始终是 8 的倍数，那么可以省略该指令而不改变行为。有谁知道在任何 c 或 c++ 编译器（尤其是 gcc 或 clang）上执行此操作的方法？就我而言，这实际上并不重要，但我很感兴趣，但不知道该去哪里看。

Answer 1

用__builtin_unreachable声明假设

void f(float *__restrict__ a, float *__restrict__ b, float *__restrict__ c, int64_t n) {
    if(n % 8 != 0) __builtin_unreachable(); // control flow cannot reach this branch so the condition is not necessary and is optimized out
    for (int64_t i = 0; i != n; ++i) { // if control flow reaches this point n is a multiple of 8
        a[i] = b[i] + c[i];
    }
}

这会产生much shorter code。