xmmintrin.h

난 원래 로우레벨 최적화는 별로 좋아하지 않는다 -_-

로우레벨 최적화를 하면 코드를 알아보기 힘들어지게 되기 때문이고.. 알아볼 수 있게 만든답시고

주석을 덕지덕지 달거나, 혹은 함수 안에서 최적화 레벨에 따라 '알아보기 좋은 코드'와 '최적화한 코드'를 #ifdef 따위로 갈라놓아야 하는 불상사가 생기기도 한다.

그래서 로우레벨 최적화는 컴파일러에게 맡기자;는 사상이었는데, 지난주에 회사 엔진 개발팀에서 받아온 코드를 성능측정해보고 깜짝놀랐다. SSE 내장(intrisic) 함수를 쓴 벡터 정규화 코드가 컴파일러의 SSE2 최적화 코드보다 2배나(!) 빨랐던 것이다.

그래서, SSE 내장함수를 보기 좋게.. 코드에 넣는 방법을 모색해 봤는데, 요구조건은 다음 2가지이다.

1. 코드가 의도하고자 하는 의미에 대한 명료하고 직관적인 표현이 들어갈 것.
2. 하드웨어 의존적인 코드를 프로그래밍 단위별로 분할 할 수 있을 것.

 1번 요구조건은 이 얘기이다. 코드에

// (1)
_mm_store_ps( &x, _mm_add_ps( _mm_load_ps(&x), _mm_load_ps(&v.x) ) )

// (2)
x += rhs.x;
y += rhs.y;
z += rhs.z;

(1)과 (2)중에서 어느 쪽이 더 우아한 지는 자명하다. 일단 (1)번은 딱 보기에도 뭔소린지 못 알아먹겠다. -_- (2)번은 뭔 소린지는 중학교만 제대로 나온 사람이라면 다 알아먹을 수 있다. (2)번 완승. 문제는, (2)번이 (1)번만큼만 속도가 나와주면 좋은데, (1)번에 비해서 조홀라 느리다는 거다.

그래서 보통은 다음과 같이 한다. SSE 함수들은 VC에서 제공하는 헤더이므로, _WINDOWS_매크로 같은 걸로 감싸서 VC에서만 컴파일 되도록 만드는 거다.

vector3& operator+= ( const vector3& rhs )
{
#if !defined( _WINDOWS_ )
    x += rhs.x;
    y += rhs.y;
    z += rhs.z;
#else
    _mm_store_ps( &x, _mm_add_ps( _mm_load_ps(&x), _mm_load_ps(&v.x) ) )
#endif
    return *this;
}

 근데 한 함수 안에서 저렇게 코드를 갈라 놓는 건 심히 보기 좋지 못하다. 이건 2번 요구조건과 걸리는데, 함수야말로 가장 기본적인 프로그래밍 단위인데, 그걸 저렇게 내부에서 갈라 놓는건 아름답다고는 할 수 없는 코드이다 -_-

 

그래서 궁여지책으로 생각해 낸 게 템플릿의 명시적 특수화를 이용한 구현이다. 나는 보통 벡터는 템플릿으로 구현해 놓기 때문에, SSE가 빠르게 처리해 줄 수 있는 float 타입의 벡터만 SSE 내장 함수로 특수화하면 되는 문제.

#pragma pack( push, 16 )
template <typename scalar_t> struct vector3
{
    typedef scalar_t scalar_type;
    scalar_type x, y, z;

public:
    vector3() {}
    vector3( scalar_type a, scalar_type b, scalar_type c ) : x(a), y(b), z(c) {}

};

#if defined( _WINDOWS_ )|
#include <xmmintrin.h>

template<> struct vector3<float>
{
    typedef float scalar_type;
    scalar_type x, y, z;
private: scalar_type _; // 128비트 정렬을 위한 숨은 멤버.
                                // 사실 #pragma pack이 있으므로 없어도 된다.
public:
    vector3() {}
    vector3( scalar_type a, scalar_type b, scalar_type c )
    {
        _mm_store_ps( &x, _mm_set_ps( 0, c, b, a ) );
    }
};

#endif
#pragma pack( pop )

뭐 이런 식. 윈도우일때만 SSE 내장 함수를 사용하고, 원래의 직관적 의미도 유지할 수 있는 방안인 거 같다.