Может ли реализация std::replace сделать избыточную запись в переданный массив? ⇐ C++

[Гость]

Код: Выделить всё

std::replace

реализацию можно оптимизировать с помощью векторизации (специализируя реализацию библиотеки или компилятора).
Векторизованная реализация будет сравнивать и заменять несколько элементов одновременно.< br />Чтобы гарантировать сохранение старых значений там, где это необходимо, векторизованная реализация должна выполнить одно из следующих действий:

[*]Использовать векторные хранилища в маске
Записать старые значения для незамененных элементов
[*]Векторизировать только расположение элементов, по-прежнему заменяя каждый отдельным хранилищем

Первый подход выглядит лучше всего, но не работает, если в векторном наборе команд отсутствует замаскированное хранилище с заданным размером элемента. В x86 семейство SSE не имеет маскированных хранилищ1, AVX/AVX2 имеет только 32- и 64-битные маскированные хранилища элементов, и только если доступны некоторые подмножества AVX512, доступно каждое маскированное хранилище размера векторного элемента. .
Второй подход предполагает, что элемент можно записать, если записано одно и то же значение. Это предположение я подвергаю сомнению. Возможность записи в память не всегда предоставляется. В C++ можно передать постоянный массив с отброшенным

Код: Выделить всё

const

модификатор

Код: Выделить всё

std::replace

и ожидайте правильного отказа от операции, если ничего не нужно заменять. С помощью функции управления памятью ОС массив можно сделать частично доступным для записи, частично — только для чтения.
Третий подход не требует маскированного хранилища и не предполагает возможности записи. Но векторизация также не дает полной пользы.
Я заметил, что в разных реализациях используются разные подходы. Оба

Код: Выделить всё

x86-64 icc 2021.10.0

компилятор и

Код: Выделить всё

x86-64 clang 17.0.1

попытка векторизации

Код: Выделить всё

std::replace

с 16-битными элементами с включенным AVX2, но Intel использует подход записи старых значений, тогда как clang использует подход отдельных хранилищ. Использовал следующий код и

Код: Выделить всё

-mavx2

.

Код: Выделить всё

#include 

void f(short* i, short* e)
{
std::replace(i, e, 0, 1);
}

См. https://godbolt.org/z/oarPhPhTs.
Таким образом, это выглядит либо так, либо

Код: Выделить всё

x86-64 icc 2021.10.0

сломан или

Код: Выделить всё

x86-64 clang 17.0.1

отсутствует возможность дальнейшей оптимизации.
Помимо самой векторизации, для оптимизации могут использоваться избыточные записи.

Код: Выделить всё

std::replace

для небольших массивов или для обработки хвоста векторизации: код без ветвей может захотеть вычислить значение назначения (например, используя

Код: Выделить всё

cmovcc

на x86) и хранить его безоговорочно,
Поэтому мой вопрос: разрешено ли компиляторам и реализациям стандартных библиотек создавать избыточные хранилища для оптимизации

Код: Выделить всё

std::replace

?

Этот вопрос отличается от почти дублирующего Crash с icc: может ли компилятор изобрести записи там, где их не было в абстрактной машине? в том, что речь идет о стандартном алгоритме

Код: Выделить всё

std::replace

, not a particular its implementation or hand-written equivalent.

1 Non-temporal masked stores don't count, as they are not useful for general-purpose optimizations

Источник: https://stackoverflow.com/questions/780 ... ssed-array