通过引用和值传递时的GCC程序集

我有一个计算乘积的简单函数两个双精度数组:

#include <stdlib.h>
#include <emmintrin.h>
struct S {
    double *x;
    double *y;
    double *z;
};
void f(S& s, size_t n) {
    for (int i = 0; i < n; i += 2) {
        __m128d xs = _mm_load_pd(&s.x[i]);
        __m128d ys = _mm_load_pd(&s.y[i]);
        _mm_store_pd(&s.z[i], _mm_mul_pd(xs, ys) );
    }
    return;
}
int main(void) {
    S s;
    size_t size = 4;
    posix_memalign((void **)&s.x, 16, sizeof(double) * size);
    posix_memalign((void **)&s.y, 16, sizeof(double) * size);
    posix_memalign((void **)&s.z, 16, sizeof(double) * size);
    f(s, size);
    return 0;
}

注意函数f的第一个参数是通过引用传递的。让我们看一下f()的最终程序集(我删除了一些不相关的件，插入注释和放一些标签):

$ g++ -O3 -S asmtest.cpp 

        .globl      _Z1fR1Sm
_Z1fR1Sm:
        xorl        %eax, %eax
        testq       %rsi, %rsi
        je  .L1
.L5:
        movq        (%rdi), %r8             # array x   (1)
        movq        8(%rdi), %rcx           # array y   (2)
        movq        16(%rdi), %rdx          # array z   (3)
        movapd      (%r8,%rax,8), %xmm0     # load x[0]
        mulpd       (%rcx,%rax,8), %xmm0    # multiply x[0]*y[0]
        movaps      %xmm0, (%rdx,%rax,8)    # store to y
        addq        $2, %rax                # and loop
        cmpq        %rax, %rsi
        ja  .L5

注意数组x, y, z的地址被加载为通用的每次迭代的寄存器，参见语句(1)，(2)，(3)。为什么gcc不动这些指令在循环之外?

现在对结构进行本地复制(不是深度复制):

void __attribute__((noinline)) f(S& args, size_t n) {
    S s = args;
    for (int i = 0; i < n; i += 2) {
        __m128d xs = _mm_load_pd(&s.x[i]);
        __m128d ys = _mm_load_pd(&s.y[i]);
        _mm_store_pd(&s.z[i], _mm_mul_pd(xs, ys) );
    }
    return;
}

_Z1fR1Sm:
.LFB525:
        .cfi_startproc
        xorl        %eax, %eax
        testq       %rsi, %rsi
        movq        (%rdi), %r8     # (1)
        movq        8(%rdi), %rcx   # (2)
        movq        16(%rdi), %rdx  # (3)
        je  .L1
.L5:
        movapd      (%r8,%rax,8), %xmm0
        mulpd       (%rcx,%rax,8), %xmm0
        movaps      %xmm0, (%rdx,%rax,8)
        addq        $2, %rax
        cmpq        %rax, %rsi
        ja  .L5
.L1:
        rep ret

注意，与前面的代码不同，加载(1)、(2)、(3)现在在循环之外。

我希望你能解释为什么这两个集合代码是不同的。记忆混叠与此有关吗?谢谢。

$ GCC——version