c++ - 使用 __m256d 寄存器

Question

你如何使用__m256d？

假设我想使用 Intel AVX 指令 _mm256_add_pd在具有 3-64 位 double 精度组件(x、y 和 )的简单 Vector3 类上z).正确的使用方法是什么？

由于x、y 和z 是Vector3 类的成员 , _我可以在 union 中使用 __m256d 变量声明它们吗？

union Vector3
{
  struct { double x,y,z ; } ;
  __m256d _register ;  // the Intel register?
} ;

那我可以走了吗

Vector3 add( const Vector3& o )
{
  Vector3 result;
  result._register = _mm256_add_pd( _register, o._register ) ; // add 'em
  return result; 
}

这样行吗？还是我需要声明临时对象，

Vector3 add( const Vector3& o )
{
  __m256d d1 = *(__m256d*)(&x) ; // ? Cast to __m256d?
  __m256d d2 = *(__m256d*)(&o.x) ; // ? Cast to __m256d?
  __m256d result = _mm256_add_pd( d1, d2 ) ; // add 'em
  return Vector3( result ) ; // make a ctor that accepts __m256d?
}

编辑

我想到了这个例子，

#include <stdio.h>
#include <intrin.h>

int main()
{
  __m256d a, b, res;

  for( int i = 0; i < sizeof(__m256d)/sizeof(double); i++ )
  {
    a.m256d_f64[i] = i ;
    b.m256d_f64[i] = 2*i ;
  }

  // Perform __4__ adds.
  res = _mm256_add_pd(a, b);

  for( int i = 0; i < sizeof(__m256d)/sizeof(double); i++ )
  {
    printf("%f + %f = %f\n", a.m256d_f64[i], b.m256d_f64[i], res.m256d_f64[i]);
  }
  puts("");
}

我想现在的问题是，是否 _mm256_add_pd 自动加载操作，或者是否会搞砸如果我不将我的 __m256d 寄存器声明为靠近使用它们的地方的本地人？ (怕是hotel room / deskdrawer类型的问题)

编辑2:

我尝试在我相当大的项目中添加一个 __m256 寄存器，我得到了一大堆

error C2719: 'value': formal parameter with __declspec(align('32')) won't be aligned

错误，这让我相信您不能将 __m256 寄存器保留在类中，而应该将它们声明为局部变量？

Answer 1

首先，我想澄清一点困惑。 __m256d 不是一种寄存器类型，它是一种可以加载到 AVX 寄存器中的数据类型。 __m256d 不是寄存器，正如 int 不是寄存器一样。有几种方法可以将数据传入和传出 __m256d(或任何其他 vector 类型):

使用union:是的，union 技巧有效。它工作得很好，因为 union 通常会有正确的对齐(尽管 malloc 可能不会，使用 posix_memalign 或 _aligned_malloc)。

class Vector3 {
public:
    Vector3(double xx, double yy, double zz);
    Vector3(__m256d vvec);


    Vector3 operator+(const Vector3 &other) const
    {
        return Vector3(_mm256_add_pd(vec, other.vec));
    }

    union {
        struct {
            double x, y, z;
        };
        __m256d vec; // a data field, maybe a register, maybe not
    };
};

使用内在函数:在函数内部，使用内在函数通常更容易将数据传入和传出 vector 类型。

__m256d vec = ...;
double x, y, z;
vec = _mm256_add_pd(vec, _mm256_set_pd(x, y, z, 0.0));

使用指针转换:转换指针是最后的手段，原因有几个。

1. 指针可能没有正确对齐。

2. 转换指针有时会扰乱编译器的别名分析。

3. 指针转换绕过了一些安全保证。

所以我只使用指针转换来浏览大量数据。