c++ - 在gcc中使用 vector 内在函数对规则数组进行别名

Question

我正在研究 GCC 中的 vector 内在函数，尤其是 AVX，我很想写这样的东西来在两个数组之间进行 vector 乘法:

#include <unistd.h>

void __attribute__((target("avx"))) vmul(float* __restrict__ cc, const float* __restrict__ aa, const float* __restrict__ bb, ssize_t size) {
    const ssize_t VECSIZE=8;
    typedef float vfloat __attribute__((vector_size(sizeof(float)*VECSIZE)));

    // duff's device, process any remainder up front
    ssize_t rem = size % VECSIZE;
    switch (rem) {
        case 7: cc[6] = aa[6]*bb[6]; /* FALLTHRU */
        case 6: cc[5] = aa[5]*bb[5]; /* FALLTHRU */
        case 5: cc[4] = aa[4]*bb[4]; /* FALLTHRU */
        case 4: cc[3] = aa[3]*bb[3]; /* FALLTHRU */
        case 3: cc[2] = aa[2]*bb[2]; /* FALLTHRU */
        case 2: cc[1] = aa[1]*bb[1]; /* FALLTHRU */
        case 1: cc[0] = aa[0]*bb[0]; /* FALLTHRU */
        case 0: break;
    }
    size -= rem;

    // process rest of array
    const vfloat *va = (const vfloat*)(aa+rem);
    const vfloat *vb = (const vfloat*)(bb+rem);
    vfloat *vc = (vfloat*)(cc+rem);

    for (ssize_t ii=0; ii < size; ii++) {
        vc[ii] = va[ii]*vb[ii];
    }    
}

int main() {
}

问题是将数据转换为 vector 类型所需的指针别名。 GCC 很乐意让您这样做(使用 -Wall -Wextra -ansi -pedantic 没有警告)，但随后假设底层内存对齐是合适的。所以它在内部循环中生成 vmovaps 指令:

   0x0000000000400660 <+176>:   vmovaps (%rsi,%rax,1),%ymm0
   0x0000000000400665 <+181>:   vmulps (%rdx,%rax,1),%ymm0,%ymm0
   0x000000000040066a <+186>:   vmovaps %ymm0,(%rdi,%rax,1)
   0x000000000040066f <+191>:   add    $0x20,%rax
   0x0000000000400673 <+195>:   cmp    %r8,%rax
   0x0000000000400676 <+198>:   jne    0x400660 <_Z4vmulPfPKfS1_l+176>

这很好，直到您传入一些未对齐的内存(或者在我的情况下大小不是 8 的倍数)，然后它很乐意让您的程序出现段错误，试图使用对齐的指令加载未对齐的内存。

有没有合适的方法用 vector 扩展来做到这一点？

Answer 1

您可以 reduce the alignment像这样:

typedef float vfloat __attribute__((vector_size(sizeof(float)*VECSIZE),
    aligned(4)));

有了这个改变，我得到了 vmovups 指令。