如何指示 MS Visual C++ 编译器使用未初始化的 __m512i 寄存器

Question

如何指示 Visual C++ 编译器 (1926) 使用未初始化的 __m512i 寄存器。在下面的代码片段中计算了一个not(or(A,B))，dummy的内容无关紧要。

__m512i dummy;
const __m512i n8 = _mm512_ternarylogic_epi64(dummy, A, B, 0x11);

编译器以某种方式假设寄存器需要有一些内容，（它没有），并且为 zmm0:

生成了昂贵且不必要的内存引用

62 F1 7E 48 6F 45 00 vmovdqu32   zmm0,zmmword ptr [rbp]  
62 F3 DD 48 25 C5 11 vpternlogq  zmm0,zmm4,zmm5,11h

ICC 19.0.1 了解这种情况，不会生成 vmovdqu32。

我尝试了什么：用 0 初始化 dummy 将 vmovdqu32 替换为：

C5 F1 EF C9          vpxor       xmm1,xmm1,xmm1

这仍然给出了不必要的指令和停顿。

因此问题：如何指示 Visual C++ 编译器执行与 Intel 编译器相同的操作？只是不要初始化虚拟寄存器。

Answer 1

and a stall

。它实际上与当前英特尔 CPU 上的 NOP 一样便宜，并且避免了将此 dep 链耦合到另一个 dep 链的输出依赖性风险。它不会导致停顿（除非是间接的，比如 I-cache 未命中），但它可能会浪费前端吞吐量的一个融合域微指令。

如果A或B在这之后死了，使用其中之一作为虚拟输入，像这样

__m512i nor_A(__m512i A, __m512i B) {
    return _mm512_ternarylogic_epi64(A, A, B, 0x11);
}

当没有内联时，所以输入 regs 之后就死了，它必须 return 在它收到 A 的同一个 reg 中，所有 4 个主要的 x86 编译器都为这个简单的代码制作了理想的代码案件。（有些人将立即数优化为 5 而不是 0x11，我猜是使用第一个输入。）

; MSVC 19.24 -O2 -arch:AVX512 -Gv    (vectorcall calling convention)
# gcc10/clang10/ICC19 -O3 -march=skylake-avx512
nor_A:
        vpternlogq      zmm0, zmm0, zmm1, 17
        ret

或者，如果您在循环中使用它，您可以通过使用目标作为第一个输入来有意创建一个循环携带的 dep 链。在循环外声明向量。如果您在包装函数中使用 ternlog，则需要将对向量的引用传递给该函数才能使其正常工作。

如果您想冒虚假依赖的风险，_mm512_undefined_epi32() 是您想要的最大希望。它安全地表达您想要的内容（任意寄存器），同时避免未定义的行为读取未初始化的 C 变量。（不，IDK 为什么英特尔认为 epi32 比 si512 更有意义，比如 _mm_undefined_si128()。它没有屏蔽版本！）

ICC 将其编译为零额外指令。不过，Clang、GCC 和 MSVC 对目标寄存器进行异或归零，如果它们在内部不真正支持未定义的输入，则可能将其实现为 _mm512_setzero_si512。 Godbolt

我还包含了带有实际 UB 的版本； ICC 和 clang 在那里做你想做的，选择 zmm0 作为虚拟输入。

__m512i nor_undef(__m512i A, __m512i B) {
    return _mm512_ternarylogic_epi64(_mm512_undefined_epi32(), A, B, 0x11);
}

MSVC 19.24 -O2 -arch:AVX512 -Gv - 不是很好，但基本上没问题，所以相同的源代码可以编译成你想要的 ICC，而不会在任何地方都很糟糕。

__m512i nor_undef(__m512i,__m512i) PROC             ; nor_undef, COMDAT
    vpxor   xmm2, xmm2, xmm2
    vpternlogq zmm2, zmm0, zmm1, 17
    vmovdqu32 zmm0, zmm2
    ret     0

海湾合作委员会 10.1:

nor_undef:
    vmovdqa64       zmm2, zmm0
    vpxor   xmm0, xmm0, xmm0
    vpternlogq      zmm0, zmm2, zmm1, 17
    ret

铿锵声 10.0

nor_undef:
    vpxor   xmm2, xmm2, xmm2
    vpternlogq      zmm0, zmm2, zmm1, 5
    ret

ICC 19.0.1

nor_undef:
    vpternlogq zmm0, zmm2, zmm1, 5                          #15.12
    ret                                                     #15.12

如何指示 MS Visual C++ 编译器使用未初始化的 __m512i 寄存器

How to instruct MS Visual C++ compiler to use an uninitialized __m512i register

c++

intrinsics

micro-optimization

visual-c++

avx512