_mm256_loadu_epi64、_mm256_storeu_epi64 需要 avx512vl？

Question

第一次使用 avx2 内在函数（在支持 avx2 的系统上，但不 avx512）。

无论是从原型还是我从 intel intrinsics 参考中获得的信息，我都认为 _mm256_loadu_epi64 和 _mm256_storeu_epi64 是 avx512 函数。

但是如果我只用 -mavx2 编译代码，我会得到编译器错误。另一方面，如果我使用 -mavx512vl 进行编译（根据编译器错误的建议），它会编译并且似乎可以工作。但是，如果我选择 avx512...

，我当然会担心编译器在程序的其余部分可能会做什么

按照我认为应该为我的 avx2 机器编译的方式进行编译：

clang++ -std=c++17 -O2 -mavx2 -o storeload dummy.cpp
dummy.cpp:16:21: error: always_inline function
'_mm256_loadu_epi64' requires target feature 'avx512vl',
but would be inlined into function 'main' that is
compiled without support for 'avx512vl'
__m256i avx2reg = _mm256_loadu_epi64(&input[0]);
^
dummy.cpp:17:3: error: always_inline function
'_mm256_storeu_epi64' requires target feature 'avx512vl',
but would be inlined into function 'main' that is
compiled without support for 'avx512vl'
_mm256_storeu_epi64(&output[0],avx2reg);
^
2 errors generated.

编译但让我紧张：

clang++ -std=c++17 -O2 -mavx512vl -o storeload dummy.cpp

似乎有效：

./storeload
0x1111111111111111 == 0x1111111111111111 ?
0x2222222222222222 == 0x2222222222222222 ?
0x3333333333333333 == 0x3333333333333333 ?
0x4444444444444444 == 0x4444444444444444 ?

编译器是

clang --version
Debian clang version 11.0.1-2
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin

测试代码为

#include <cstdint>
#include <array>
#include <cinttypes>
#include <iostream>
#include <immintrin.h>

int main(int argc, const char* argv[]) {
  std::array<uint64_t,4> input
    { UINT64_C(0x1111111111111111),
      UINT64_C(0x2222222222222222),
      UINT64_C(0x3333333333333333),
      UINT64_C(0x4444444444444444) };
  std::array<uint64_t,4> output;
  output.fill(UINT64_C(0));

  __m256i avx2reg = _mm256_loadu_epi64(&input[0]);
  _mm256_storeu_epi64(&output[0],avx2reg);

  std::cout << std::hex << std::showbase;
  
  for (size_t i=0; i < input.size(); i++) {
    std::cout << input[i] << " == " << output[i] << " ?" << std::endl;
  }
  
  return 0;
}

问题

是否是编译器错误，在只有 avx2 应该做的情况下要求 avx512？
当我启用 avx512 时，如何确保代码（还有更多代码，未在此最小示例中显示）不会在我的 avx2 系统上崩溃？
是否有我 could/should 使用的替代函数？
是否有备用 -m 标志我应该使用但尚未找到？

Answer 1

使用 _mm256_loadu_si256((const __m256i*) ptr) 和 _mm256_storeu_si256，另请参阅

那些具有更好 arg 类型（void* 而不是 __m256i*）的内在函数是与其他 AVX-512 内在函数一起引入的，但是执行 256 位加载的最有效方法是使用 AVX1 vmovdqu 或 vmovups（或任何指令的内存源操作数）。这就是为什么 clang 最终生成的代码可以运行在你的 CPU 上。（用反汇编器或clang -march=native -O3 foo.cpp -S -o - | less检查asm输出）

不幸的是，clang 甚至不允许您在不启用 AVX-512VL 的情况下使用 void* 版本，因为它们不会做任何只能用 AVX-512 实现的事情；只有像 _mm256_mask_storeu_epi64 这样的 intrinsics for vmovdqu64 的屏蔽版本才真正有意义，其中 epi64 元素大小具有任何意义（屏蔽粒度）。

如果您的 CPU 不支持 ，那么使用 -mavx512vl 不是安全的。（Skylake-X、冰湖等）。 clang 可能已经决定实际使用它，例如使用 ymm15..31 避免 vzeroupper，或将一对按位布尔内在函数编译为 vpternlogd，或将 _mm256_set1_epi32 折叠为 vpaddd 的广播内存源操作数（_mm256_add_epi32 ).

或者作为错过的优化（更大的代码大小），实际使用 vmovdqu64 而不是 vmovdqu 来加载存储 ymm0..15。 GCC has/had 这个 bug 有一段时间了。

Why is the prefix _mm256 and not _mm512 on the functions I use?

AVX-512VL（VL=向量长度）的重点是 AVX-512 引入的很酷的新东西的 128 位和 256 位版本，例如屏蔽存储和屏蔽寄存器写入，矢量寄存器数量是原来的两倍，广播内存源操作数而不需要单独的 vpbroadcastd 加载等

_mm256_loadu_epi64、_mm256_storeu_epi64 需要 avx512vl？

_mm256_loadu_epi64, _mm256_storeu_epi64 require avx512vl?

c++

clang

intrinsics

avx2

avx512

按照我认为应该为我的 avx2 机器编译的方式进行编译：

编译但让我紧张：

似乎有效：

问题