Question

在尝试回答Embedded broadcasts with intrinsics and assembly时，我试图做这样的事情：

__m512 mul_broad(__m512 a, float b) {
    int scratch = 0;
    asm(
        "vbroadcastss  %k[scalar], %q[scalar]\n\t"  // want  vbr..  %xmm0, %zmm0
        "vmulps        %q[scalar], %[vec], %[vec]\n\t"

        // how it's done for integer registers
        "movw         symbol(%q[inttmp]), %w[inttmp]\n\t"  // movw symbol(%rax), %ax
        "movsbl        %h[inttmp], %k[inttmp]\n\t"  // movsx %ah, %eax
        : [vec] "+x" (a), [scalar] "+x" (b),  [inttmp] "=r" (scratch)
        :
        :
    );
    return a;
}

GNU C x86 Operand Modifiers doc仅指定最多q的修饰符（DI（DoubleInt）大小，64位）。在向量寄存器上使用q将始终将其降至xmm（来自ymm或zmm）。

问题：

在矢量寄存器的大小之间有哪些修饰符可以改变？

此外，是否有任何特定大小的约束用于输入或输出操作数？除通用x以外的其他东西，最终可能是xmm，ymm或zmm，具体取决于放在括号中的表达式的类型。

题外话：
clang似乎有一些Yi / Yt约束（不是修饰符），但我也找不到文档。即使注释了向量指令，clang也不会编译它，因为它不喜欢+x作为__m512向量的约束。

背景/动机

我可以通过将标量作为输入操作数传递给我想要的结果，被限制为与更宽的输出操作数在同一个寄存器中，但它更笨拙。（这个用例的最大缺点是AFAIK必须使用操作数 - 而不是[symbolic_name]，所以在添加/删除输出约束时它很容易破损。）

// does what I want, by using a paired output and input constraint
__m512 mul_broad(__m512 a, float b) {
    __m512 tmpvec;
    asm(
        "vbroadcastss  %[scalar], %[tmpvec]\n\t"
        "vmulps        %[tmpvec], %[vec], %[vec]\n\t"
        : [vec] "+x" (a), [tmpvec] "=x" (tmpvec)
        : [scalar] "1" (b)
        :
    );

  return a;
}

godbolt link

另外，我认为我试图解决的问题的整个方法将是一个死胡同，因为Multi-Alternative constraints不允许你为不同的约束模式赋予不同的asm。我希望x和r约束最终从寄存器中发出vbroadcastss，而m约束最终会发出vmulps (mem_src){1to16}, %zmm_src2, %zmm_dst（折叠的广播 - 加载）。使用内联asm执行此操作的目的是gcc还不知道如何将set1()内存操作数折叠到广播加载中（但是clang确实如此）。

无论如何，这个具体问题是关于向量寄存器的操作数修饰符和约束。请关注这一点，但欢迎在另一个问题上提出意见和答案。（或者更好，只是对Z Boson关于嵌入式广播的问题发表评论/回答。）

Answer 1

来自海湾合作委员会来源的档案gcc/config/i386/i386.c：

       b -- print the QImode name of the register for the indicated operand.
        %b0 would print %al if operands[0] is reg 0.
       w --  likewise, print the HImode name of the register.
       k --  likewise, print the SImode name of the register.
       q --  likewise, print the DImode name of the register.
       x --  likewise, print the V4SFmode name of the register.
       t --  likewise, print the V8SFmode name of the register.
       g --  likewise, print the V16SFmode name of the register.
       h -- print the QImode name for a "high" register, either ah, bh, ch or dh.

同样来自gcc/config/i386/contraints.md：

    ;; We use the Y prefix to denote any number of conditional register sets:
    ;;  z   First SSE register.
    ;;  i   SSE2 inter-unit moves to SSE register enabled
    ;;  j   SSE2 inter-unit moves from SSE register enabled
    ;;  m   MMX inter-unit moves to MMX register enabled
    ;;  n   MMX inter-unit moves from MMX register enabled
    ;;  a   Integer register when zero extensions with AND are disabled
    ;;  p   Integer register when TARGET_PARTIAL_REG_STALL is disabled
    ;;  f   x87 register when 80387 floating point arithmetic is enabled
    ;;  r   SSE regs not requiring REX prefix when prefixes avoidance is enabled
    ;;  and all SSE regs otherwise

此文件还定义了“Yk”约束，但我不知道它在asm语句中的效果如何：

    (define_register_constraint "Yk" "TARGET_AVX512F ? MASK_EVEX_REGS : NO_REGS"
    "@internal Any mask register that can be used as predicate, i.e. k1-k7.")

请注意，这是从最新的SVN版本中复制的。我不知道GCC的版本，如果有的话，你感兴趣的特定修饰符和约束被添加。

Answer 2

似乎所有最近版本的海湾合作委员会都会同时接受＆＃39; q＆＃39;和＆＃39; x＆＃39;作为修改器来打印YMM寄存器的XMM版本。

英特尔的icc希望接受“q＆＃39;”而不是＆＃39; x＆＃39; （至少通过版本13.0.1）。

[编辑：嗯，它在下面这个小例子中有效，但在一个真实的测试案例中，我遇到了icc 14.0.3接受＆＃39; q＆＃39;但写了一个＆＃39; ymm＆＃39;。

[编辑：使用更新版本的icc进行测试，我发现icc 15和icc 16都不适用于＆＃39; q＆＃39;或者＆＃39; x＆＃39;。]

但是Clang 3.6及更早版本都不接受语法。至少在Godbolt上，Clang 3.7与两者都崩溃了！

// inline assembly modifiers to convert ymm to xmm

#include <x86intrin.h>
#include <stdint.h>

// gcc also accepts "%q1" as "%x1" 
// icc accepts "%q1" but not "%x1"
// clang-3.6 accepts neither
// clang-3.7 crashes with both!

#define ASM_MOVD(vec, reg)       \
__asm volatile("vmovd %q1, %0" : \
               "=r" (reg) :      \
               "x" (vec)         \
    );          

uint32_t movd_ymm(__m256i ymm) {
   uint32_t low;
   ASM_MOVD(ymm, low);
   return low;
}

uint32_t movd_xmm(__m128i xmm) {
   uint32_t low;
   ASM_MOVD(xmm, low);
   return low;
}

关于Godbolt测试的链接：http://goo.gl/bOkjNu

（很抱歉，这不是对你的问题的完整答案，但它似乎是有用的信息分享，而且评论太长了）

在GNU C inline asm中，单个操作数的xmm / ymm / zmm的修饰符是什么？

问题：

背景/动机

2 个答案: