与__m256联合和两个__m128的数组

Question

我可以拥有这样的联盟

  union eight_floats_t
  {
    __m256 a;
    __m128 b[2];
  };
  eight_floats_t eight_floats;

能够即时访问256位寄存器的两个128位部分吗？

编辑：我要求了解这种方法对性能的影响。

Answer 1

你当然可以做到这一点。 C和C ++语言允许您这样做。它很可能会做你想做的事。

但是，您使用AVX意味着您关心性能。因此，知道这是SSE程序员陷入的最常见（性能）陷阱之一可能是有用的。 （许多人没有注意到）

问题1：

当前编译器使用内存位置实现此类联合。所以这是第一个问题，每次从不同的字段访问联合时，它都会强制数据到内存并将其读回。那是一个慢下来。

这是MSVC2010为（优化）生成的内容：

eight_floats a;
a.a = vecA[0];

__m128 fvecA = a.b[0];
__m128 fvecB = a.b[1];
fvecA = _mm_add_ps(fvecA,fvecB);

vmovaps YMMWORD PTR a$[rbp], ymm0
movaps  xmm1, XMMWORD PTR a$[rbp+16]
addps   xmm1, XMMWORD PTR a$[rbp]
movaps  XMMWORD PTR fvecA$[rbp], xmm1
movss   xmm1, DWORD PTR fvecA$[rbp]

你可以看到它被刷新到内存中。

问题2：

第二次减速甚至更糟。当您向内存写入内容并立即使用不同的字大小访问它时，您可能会触发存储到加载停顿。 （通常大约> 10个周期）

这是因为当前处理器上的加载存储队列通常不是为处理这种（异常）情况而设计的。所以他们通过简单地将队列刷新到内存来处理它。

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访问AVX数据类型的上半部分和上半部分的“正确”方法是使用：

• _mm256_extractf128_ps()
• _mm256_insertf128_ps()
• _mm256_castps256_ps128()

和家人。同样，对于其他数据类型也是如此。

也就是说，编译器可能足够聪明，无法识别您正在做什么并使用这些指令。 （至少MSVC2010没有。）

Answer 2

是的，你可以。你试过吗？

请注意，C标准表示访问联盟成员的行为是未指定的行为，而该联盟的成员不是最近写的那个 - 具体来说，如果你写一个成员然后读另一个成员，另一个成员一个具有未指定的值（C99§6.2.6.1/ 7）。然而，这是一个非常普遍的习惯用语，并得到所有主要编译器的良好支持。实际上，以任何顺序读取和写入工会的任何成员都是可以接受的做法（source）。