如何使用 gcc 或 clang 模拟 _mm256_loadu_epi32？

英特尔的内在指南列出了内在:

_m256i _mm256_loadu_epi32 (void const* mem_addr);
/*
   Instruction: vmovdqu32 ymm, m256
   CPUID Flags: AVX512VL + AVX512F
   Description
       Load 256-bits (composed of 8 packed 32-bit integers) from memory into dst.
       mem_addr does not need to be aligned on any particular boundary.
   Operation
   a[255:0] := MEM[mem_addr+255:mem_addr]
   dst[MAX:256] := 0
*/

但 clang 和 gcc 不提供此内在函数。相反，他们提供（在文件中avx512vlintrin.h) 仅屏蔽版本

_mm256_mask_loadu_epi32 (__m256i, __mmask8, void const *);
_mm256_maskz_loadu_epi32 (__mmask8, void const *);

归结为相同的指令vmovdqu32。我的问题：我该如何模仿_mm256_loadu_epi32:

 inline _m256i _mm256_loadu_epi32(void const* mem_addr)
 {
      /* code using vmovdqu32 and compiles with gcc */
 }

不编写汇编，即仅使用可用的内在函数？

只需使用_mm256_loadu_si256像正常人一样。 AVX512 内在给您的唯一东西是一个更好的原型（const void*代替const __m256i*）这样你就不必编写难看的强制转换。

@chtz 建议您可能仍然想自己编写一个包装函数来获取void*原型。但不要称呼它_mm256_loadu_epi32;某些未来的 GCC 版本可能会添加它以与 Intel 的文档兼容并破坏您的代码。

从另一个角度来看，不幸的是编译器没有将其视为 AVX1 内在函数，但我猜不优化内在函数的编译器 https://stackoverflow.com/questions/55747789/the-effect-of-architecture-when-using-sse-avx-intrinisics，并且允许您使用尚未启用的 ISA 扩展中的内部函数，需要这种线索来知道它们何时可以使用 ymm16-31。

你甚至不希望编译器发出vmovdqu32 ymm当你不戴口罩时；vmovdqu ymm更短并且exactly一样的东西，与 EVEX 编码指令混合不会受到任何惩罚 https://stackoverflow.com/questions/46080327/what-is-the-penalty-of-mixing-evex-and-vex-encoded-scheme。编译器总是可以使用vmovdqu32 or 64如果它想加载到 ymm16..31，否则你希望它使用较短的 VEX 编码 AVX1vmovdqu.

我很确定 GCC 会对待_mm256_maskz_epi32(0xffu,ptr)完全一样_mm256_loadu_si256((const __m256i*)ptr)无论您使用哪一个，都会生成相同的汇编。它可以优化掉0xffumask 并简单地使用未屏蔽的负载，但您的源代码中不需要这种额外的复杂性。

But unfortunately GCC9 and earlier will pessimize to vmovdqu32 ymm0, [mem] when AVX512VL is enabled (e.g. -march=skylake-avx512) even when you write _mm256_loadu_si256. This was a missed-optimization, GCC Bug 89346 https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=89346.

只要没有屏蔽，使用哪种 256 位加载内在函数（对齐与未对齐除外）并不重要。

Related:

• 错误：“_mm512_loadu_epi64”未在此范围内声明 https://stackoverflow.com/questions/53604986/error-mm512-loadu-epi64-was-not-declared-in-this-scope
• _mm512_load_epi32 和 _mm512_load_si512 有什么区别？ https://stackoverflow.com/questions/53905757/what-is-the-difference-between-mm512-load-epi32-and-mm512-load-si512