爲什麼SSE有128位加載函數？

Question

我在旁邊的其他人的代碼中，並試圖找出爲什麼_mm_load_si128存在。

從本質上講，我試圖與

_ra = *reinterpret_cast<__m128i*>(&cd->data[idx]); 

更換

_ra = _mm_load_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(&cd->data[idx])); 

和它的工作原理，準確地執行相同的。

我計算過，對於較小的類型存在負載功能只是爲了方便起見，這樣的人就不必手動進行，但數據打包成連續的內存已經在正確的順序，何必呢？

有沒有別的東西，_mm_load_si128呢？或者它本質上只是一種分配價值的迂迴方式？

Answer 1

在SSE中有顯式和隱式加載。

• _mm_load_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(&cd->data[idx]));是一個明確的負載
• *reinterpret_cast<__m128i*>(&cd->data[idx]);一個隱含的負載

明確與您指示編譯器將數據加載到XMM寄存器明確的負荷 - 這是「官方」英特爾方式來做到這一點。您還可以通過使用_mm_load_si128或_mm_loadu_si128來控制負載是對齊還是未對齊的負載。

儘管作爲擴展，大多數編譯器也能夠在您執行type-punning時自動生成XMM加載，但這種方式無法控制加載是否對齊或未對齊。在這種情況下，由於在現代CPU上數據對齊時沒有使用未對齊的加載的性能損失，編譯器傾向於通用地使用未對齊的加載。

另一個更重要的方面是，對於隱式加載，您違反了strict aliasing規則，這可能會導致未定義的行爲。雖然這是值得一提的是 - 作爲擴展的一部分 - 它支持英特爾內部函數不傾向於強制執行XMM佔位符類型嚴格別名規則像__m128，__m128d，__m128i編譯器。

儘管如此，我認爲明確的負載更清潔，更防彈。

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爲什麼編譯器不傾向於強制執行SSE佔位符類型嚴格別名規則？

的1原因在於上證所內部函數的設計：有明顯的情況下，當你必須使用類型雙關，因爲是使用一些內部函數沒有別的辦法。 Mysticial's answer完美地總結。正如Cody Gray在評論中指出的那樣，值得一提的是，歷史上MMX內在關係（現在大部分被SSE2取代）甚至沒有提供明確的加載或存儲 - 你必須使用類型雙關。

第二個原因（與第一個有些相關）在於這些類型的類型定義。

GCC的typedef S爲SSE ​​/ SSE2佔位符類型<xmmintrin.h >和<emmintrin.h>：

/* The Intel API is flexible enough that we must allow aliasing with other 
    vector types, and their scalar components. */ 

typedef float __m128 __attribute__ ((__vector_size__ (16), __may_alias__));  
typedef long long __m128i __attribute__ ((__vector_size__ (16), __may_alias__)); 
typedef double __m128d __attribute__ ((__vector_size__ (16), __may_alias__)); 

這裏的關鍵是__may_alias__屬性，這使得在即使嚴格走樣啓用這些類型的類型雙關工作-fstrict-aliasing標誌。

現在，由於clang和ICC與GCC兼容，他們應該遵循相同的約定。因此，目前，在這3個編譯器中，即使使用-fstrict-aliasing標誌，隱式加載/存儲也可以保證工作。最後，MSVC根本不支持嚴格的別名，所以它甚至不是那裏的問題。

但是，這並不意味着您應該更喜歡隱式加載/存儲而不是顯式加載/存儲。