OpenMP 4 对齐选项？

Question

我对 OpenMP 中新的对齐选项有疑问。这是在与 #pragma omp simd aligned(a:n)

一起使用的上下文中

假设我有一个整数数组，我使用 posix_memalign 分配了它，所以我知道该数组从 32 字节边界开始。现在假设我想对该数组中的每个值求平方。我可以说...

int* array = { some array of length len aligned to 32 bytes };
#pragma omp simd aligned(array:32)
for(int i = 0; i < len; i++)
    array[i] *= array[i];

这是一个安全的假设吗？或者对齐是否也意味着我在数组中使用的大小数据类型 (int) 是 32 字节的倍数？有点像 gcc 中的 attribute((aligned(32)) 如何使类型的宽度至少为 32 字节。

Answer 1

为了确保我们相互理解，我们假设您的 array 确实是 256 位对齐的（相当于您的 32 字节对齐）。

那么，是的，你的#pragma omp simd aligned(array:32)是安全的，不管数组的长度或数组类型的大小。唯一重要的是用于引用数组的 "pointer" 指向的地址。

编辑：我意识到我的回答虽然正确，但有点枯燥，因为只有我在回答，但没有任何 "official" 支持。所以这里有一些标准的摘录来支持我的回答：

来自OpenMP 4.0 standard §2.8.1：

[C/C++: The aligned clause declares that the object to which each list item points is aligned to the number of bytes expressed in the optional parameter of the aligned clause.]

The optional parameter of the aligned clause, alignment, must be a constant positive integer expression. If no optional parameter is specified, implementation-defined default alignments for SIMD instructions on the target platforms are assumed.

[...]

[C: The type of list items appearing in the aligned clause must be array or pointer.]

[C++: The type of list items appearing in the aligned clause must be array, pointer, reference to array, or reference to pointer.]

如您所见，aligned 子句中使用的变量所指向或引用的数据类型没有任何假设。唯一的假设是指向的内存段的地址与可选参数或某些 "implementation-defined default alignments" 字节对齐（顺便说一句，强烈鼓励我始终提供此可选参数，因为我不知道这个实现是什么-定义的默认值可能是，更重要的是，我是否会确定我的数组确实以这种方式对齐）。

Answer 2

aligned(ptr:n) 告诉编译器 ptr 后面的数组从与 n 字节对齐的地址开始。这有助于编译器决定如何优化循环矢量化。由于许多向量单元要求向量加载和存储对齐，如果编译器无法在编译时推断数据的对齐，它必须生成运行时间代码来检查对齐并最终执行未对齐的部分使用标量指令循环（在迭代开始和结束时 space）。这些检查非常耗时，尤其是在数组长度较小的情况下。如果在编译时知道正确的对齐方式，编译器可以直接发出所需的标量操作。对于 AVX-512（Intel Xeon Phi），未对齐的加载和存储是使用掩码执行的，提供正确的对齐允许编译器根据需要直接发出掩码指令，而不是在运行时间计算掩码。

OpenMP 4 对齐选项？

OpenMP 4 aligned option?

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