c++ - 错误 : '_mm512_loadu_epi64' was not declared in this scope

Question

我正在尝试为 this issue report 创建一个最小的复制器. AVX-512 似乎存在一些问题，它在配备 Skylake 处理器的最新 Apple 机器上发货。

根据 GCC6 release notes AVX-512 齿轮应该可用。根据Intel Intrinsics Guide vmovdqu64 适用于 AVX-512VL 和 AVX-512F:

$ cat test.cxx
#include <cstdint>
#include <immintrin.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
    uint64_t x[8];
    __m512i y = _mm512_loadu_epi64(x);
    return 0;
}

然后:

$ /opt/local/bin/g++-mp-6 -mavx512f -Wa,-q test.cxx -o test.exe
test.cxx: In function 'int main(int, char**)':
test.cxx:6:37: error: '_mm512_loadu_epi64' was not declared in this scope
     __m512i y = _mm512_loadu_epi64(x);
                                     ^
$ /opt/local/bin/g++-mp-6 -mavx -mavx2 -mavx512f -Wa,-q test.cxx -o test.exe
test.cxx: In function 'int main(int, char**)':
test.cxx:6:37: error: '_mm512_loadu_epi64' was not declared in this scope
     __m512i y = _mm512_loadu_epi64(x);
                                     ^
$ /opt/local/bin/g++-mp-6 -msse4.1 -msse4.2 -mavx -mavx2 -mavx512f -Wa,-q test.cxx -o test.exe
test.cxx: In function 'int main(int, char**)':
test.cxx:6:37: error: '_mm512_loadu_epi64' was not declared in this scope
     __m512i y = _mm512_loadu_epi64(x);
                                     ^

我将选项返回到 -msse2 但没有成功。我好像漏掉了什么。

为现代 GCC 使用 AVX-512 需要什么？

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根据 /opt/local/bin/g++-mp-6 -v，这些是 header 搜索路径:

#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /opt/local/include/gcc6/c++/
 /opt/local/include/gcc6/c++//x86_64-apple-darwin13
 /opt/local/include/gcc6/c++//backward
 /opt/local/lib/gcc6/gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include
 /opt/local/include
 /opt/local/lib/gcc6/gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include-fixed
 /usr/include
 /System/Library/Frameworks
 /Library/Frameworks

然后:

$ grep -R '_mm512_' /opt/local/lib/gcc6/ | grep avx512f | head -n 8
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:_mm512_set_epi64 (long long __A, long long __B, long long __C,
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:_mm512_set_epi32 (int __A, int __B, int __C, int __D,
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:_mm512_set_pd (double __A, double __B, double __C, double __D,
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:_mm512_set_ps (float __A, float __B, float __C, float __D,
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:#define _mm512_setr_epi64(e0,e1,e2,e3,e4,e5,e6,e7)                       \
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:  _mm512_set_epi64(e7,e6,e5,e4,e3,e2,e1,e0)
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:#define _mm512_setr_epi32(e0,e1,e2,e3,e4,e5,e6,e7,                       \
/opt/local/lib/gcc6//gcc/x86_64-apple-darwin13/6.5.0/include/avx512fintrin.h:  _mm512_set_epi32(e15,e14,e13,e12,e11,e10,e9,e8,e7,e6,e5,e4,e3,e2,e1,e0)
...

Answer 1

如果没有屏蔽，就没有理由存在或使用它来代替等效的 _mm512_loadu_si512。这只是令人困惑，并且可能会诱使人类读者认为它是单个 epi64 的 vmovq 零扩展负载。

Intel's intrinsics finder does specify that it exists ，但即使是当前的主干 gcc(在 Godbolt 上)也没有定义它。

几乎所有 AVX512 指令都支持合并屏蔽和零屏蔽。过去没有有意义的元素边界的纯按位/全寄存器指令现在有 32 位和 64 位元素风格，如 vpxord 和 vpxorq。或者 vmovdqa32 and vmovdqa64 .但是使用任何一个没有掩码的版本仍然只是一个普通的 vector 加载/存储/寄存器复制，并且在带有内在函数的 C++ 源代码中为它们指定任何关于元素大小的东西是没有意义的，只有总 vector 宽度。

另见 What is the difference between _mm512_load_epi32 and _mm512_load_si512?

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SSE* 和 AVX1/2 选项与 GCC header 是否根据 gcc 内置函数定义此内在函数无关； -mavx512f 已经暗示了 AVX512 之前的所有英特尔 SSE/AVX 扩展。

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它存在于 clang trunk 中(但不是 7.0，所以它是最近才添加的)。

• 未对齐 _mm512_loadu_si512 - 到处都支持，使用这个
• 未对齐 _mm512_loadu_epi64 - clang trunk，不是 gcc。
• 对齐 _mm512_load_si512 - 到处都支持，使用这个
• 对齐 _mm512_load_epi64 - 令人惊讶的是，它也支持所有地方。
• 未对齐 _mm512_maskz_loadu_epi64 - 到处都支持，将其用于零屏蔽加载
• 未对齐 _mm512_mask_loadu_epi64 - 到处都支持，将其用于合并掩码加载。

这段代码早在 4.9.0 就可以在 gcc 上编译，早在 3.9 就可以在主线 (Linux) clang 上编译，两者都使用 -march=avx512f。或者，如果他们支持，-march=skylake-avx512 或 -march=knl。我还没有用 Apple Clang 测试过。

#include <immintrin.h>

__m512i loadu_si512(void *x) { return _mm512_loadu_si512(x); }
__m512i load_epi64(void *x)  {  return _mm512_load_epi64(x); }
//__m512i loadu_epi64(void *x) {  return _mm512_loadu_epi64(x); }

__m512i loadu_maskz(void *x) { return _mm512_maskz_loadu_epi64(0xf0, x); }
__m512i loadu_mask(void *x)  { return _mm512_mask_loadu_epi64(_mm512_setzero_si512(), 0xf0, x); }

Godbolt link ;您可以取消注释 _mm512_loadu_epi64 并将编译器翻转到 clang trunk 以查看它在那里工作。