我写了下面的“T”类来加速对它的操纵 使用AVX2的“字符集”。然后我发现它不起作用 当我使用“-O3”时gcc 5及更高版本。 任何人都可以帮助我追溯到一些编程结构 众所周知，不会在最新的编译器/系统上工作？
此代码的工作原理：底层结构（“_bits”）是一个256字节的块（对齐并分配给AVX2），可以作为char [256]或AVX2元素访问，具体取决于元素是否为访问或整个事物用于向量操作。似乎它应该在AVX2平台上运行良好。否？
这很难调试，因为“valgrind”说它很干净， 我不能使用调试器（因为问题消失了 我删除“-O3”）。但是，我对“| =”的使用感到不满意 解决方法，因为如果这段代码真的错了，那我可能就是 在其他地方犯同样的错误并搞砸了一切 我发展了！
值得注意的是“|”操作员有问题但是 “| =”没有。问题可能与从中返回结构有关 一个功能？但我认为返回一个结构自1990年以来一直有效 什么的。
// g++ -std=c++11 -mavx2 -O3 gcc_fail.cpp
#include "assert.h"
#include "immintrin.h" // AVX
class T {
public:
__m256i _bits[8];
inline bool& operator[](unsigned char c) {return ((bool*)_bits)[c];}
inline bool operator[](unsigned char c) const {return ((bool*)_bits)[c];}
inline T() {}
inline explicit T(char const*);
inline T operator| (T const& b) const;
inline T & operator|=(T const& b);
inline bool operator! () const;
};
T::T(char const* s)
{
_bits[0] = _bits[1] = _bits[2] = _bits[3] = _mm256_set1_epi32(0);
_bits[4] = _bits[5] = _bits[6] = _bits[7] = _mm256_set1_epi32(0);
char c;
while ((c = *s++))
(*this)[c] = true;
}
T T::operator| (T const& b) const
{
T res;
for (int i = 0; i < 8; i++)
res._bits[i] = _mm256_or_si256(_bits[i], b._bits[i]);
// FIXME why does the above code fail with -O3 in new gcc?
for (int i=0; i<256; i++)
assert(res[i] == ((*this)[i] || b[i]));
// gcc 4.7.0 - PASS
// gcc 4.7.2 - PASS
// gcc 4.8.0 - PASS
// gcc 4.9.2 - PASS
// gcc 5.2.0 - FAIL
// gcc 5.3.0 - FAIL
// gcc 5.3.1 - FAIL
// gcc 6.1.0 - FAIL
return res;
}
T & T::operator|=(T const& b)
{
for (int i = 0; i < 8; i++)
_bits[i] = _mm256_or_si256(_bits[i], b._bits[i]);
return *this;
}
bool T::operator! () const
{
for (int i = 0; i < 8; i++)
if (!_mm256_testz_si256(_bits[i], _bits[i]))
return false;
return true;
}
int Main()
{
T sep (" ,\t\n");
T end ("");
return !(sep|end);
}
int main()
{
return Main();
}
答案 0 :(得分：8)
您的代码的问题是当您应该使用bool*时使用unsigned char*，这允许GCC 5继续进行指针别名优化。
由GCC 4.8.5和5.3.1生成的函数Main()的机器代码的两个转储，在附录的答案的末尾供参考。
查看代码：
在序幕之后，T sep的{{1}}被初始化为零......
_bits然后在基于 _bits[0] = _bits[1] = _bits[2] = _bits[3] = _mm256_set1_epi32(0);
_bits[4] = _bits[5] = _bits[6] = _bits[7] = _mm256_set1_epi32(0);
40063d: c5 fd 7f 44 24 60 vmovdqa %ymm0,0x60(%rsp)
400643: c5 fd 7f 44 24 40 vmovdqa %ymm0,0x40(%rsp)
400649: c5 fd 7f 44 24 20 vmovdqa %ymm0,0x20(%rsp)
40064f: c5 fd 7f 04 24 vmovdqa %ymm0,(%rsp)
400654: c5 fd 7f 84 24 e0 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0xe0(%rsp)
40065d: c5 fd 7f 84 24 c0 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0xc0(%rsp)
400666: c5 fd 7f 84 24 a0 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0xa0(%rsp)
40066f: c5 fd 7f 84 24 80 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0x80(%rsp)
的循环中写入。
char* s然后两个编译器都将 char c;
while ((c = *s++))
(*this)[c] = true;
400680: 48 83 c2 01 add $0x1,%rdx
400684: c6 04 04 01 movb $0x1,(%rsp,%rax,1)
400688: 0f b6 42 ff movzbl -0x1(%rdx),%eax
40068c: 84 c0 test %al,%al
40068e: 75 f0 jne 400680 <_Z4Mainv+0x60>
初始化为0：
T end然后两个编译器都会优化 400690: c5 f9 ef c0 vpxor %xmm0,%xmm0,%xmm0
400694: 31 c0 xor %eax,%eax
400696: c5 fd 7f 84 24 60 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x160(%rsp)
40069f: c5 fd 7f 84 24 40 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x140(%rsp)
4006a8: c5 fd 7f 84 24 20 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x120(%rsp)
4006b1: c5 fd 7f 84 24 00 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x100(%rsp)
4006ba: c5 fd 7f 84 24 e0 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x1e0(%rsp)
4006c3: c5 fd 7f 84 24 c0 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x1c0(%rsp)
4006cc: c5 fd 7f 84 24 a0 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x1a0(%rsp)
4006d5: c5 fd 7f 84 24 80 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x180(%rsp)
操作，因为_mm256_or_si256()已知为T end。但是，GCC 4.8.5 从0复制到T sep （这是计算上当你将OR变成零变量时会发生什么），而GCC 5.3.1 将T res初始化为T res 。它有权这样做，因为在0方法中，您将operator []类型的指针强制转换为__m256i*，并且允许编译器假定指针不是别名。因此，在GCC 4.8.5中，您可以看到
bool*在GCC 5.3.1中你看到了
4006de: c5 fd 6f 04 24 vmovdqa (%rsp),%ymm0
4006e3: c5 fd 7f 84 24 00 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x200(%rsp)
4006ec: c5 fd 6f 44 24 20 vmovdqa 0x20(%rsp),%ymm0
4006f2: c5 fd 7f 84 24 20 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x220(%rsp)
4006fb: c5 fd 6f 44 24 40 vmovdqa 0x40(%rsp),%ymm0
400701: c5 fd 7f 84 24 40 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x240(%rsp)
40070a: c5 fd 6f 44 24 60 vmovdqa 0x60(%rsp),%ymm0
400710: c5 fd 7f 84 24 60 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x260(%rsp)
400719: c5 fd 6f 84 24 80 00 00 00 vmovdqa 0x80(%rsp),%ymm0
400722: c5 fd 7f 84 24 80 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x280(%rsp)
40072b: c5 fd 6f 84 24 a0 00 00 00 vmovdqa 0xa0(%rsp),%ymm0
400734: c5 fd 7f 84 24 a0 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x2a0(%rsp)
40073d: c5 fd 6f 84 24 c0 00 00 00 vmovdqa 0xc0(%rsp),%ymm0
400746: c5 fd 7f 84 24 c0 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x2c0(%rsp)
40074f: c5 fd 6f 84 24 e0 00 00 00 vmovdqa 0xe0(%rsp),%ymm0
400758: c5 fd 7f 84 24 e0 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x2e0(%rsp)
然后 4006fa: c5 fd 7f 85 f0 fe ff ff vmovdqa %ymm0,-0x110(%rbp)
400702: c5 fd 7f 85 10 ff ff ff vmovdqa %ymm0,-0xf0(%rbp)
40070a: c5 fd 7f 85 30 ff ff ff vmovdqa %ymm0,-0xd0(%rbp)
400712: c5 fd 7f 85 50 ff ff ff vmovdqa %ymm0,-0xb0(%rbp)
40071a: c5 fd 7f 85 70 ff ff ff vmovdqa %ymm0,-0x90(%rbp)
400722: c5 fd 7f 45 90 vmovdqa %ymm0,-0x70(%rbp)
400727: c5 fd 7f 45 b0 vmovdqa %ymm0,-0x50(%rbp)
40072c: c5 fd 7f 45 d0 vmovdqa %ymm0,-0x30(%rbp)
的读取失败。
ISO C ++ 11引用了以下部分的别名，这清楚地表明使用assert()无法访问__m256i*类型的变量，但可以使用bool*访问：
§3.10Lvalues和rvalues [basic.lval]
[...]
如果程序试图通过以下类型之一以外的glvalue访问对象的存储值，则行为未定义：[52]
- 对象的动态类型，
- 对象的动态类型的cv限定版本，
- 与对象的动态类型相似的类型（如4.4中所定义）
- 与对象的动态类型对应的有符号或无符号类型的类型
- 与对象的动态类型的cv限定版本对应的有符号或无符号类型的类型，
- 聚合或联合类型，包括其元素或非静态数据成员中的上述类型之一（递归地，包括子聚合或包含联合的元素或非静态数据成员），
- 一种类型，它是对象动态类型的（可能是cv限定的）基类类型，
char*/unsigned char*或char类型。52）此列表的目的是指定对象可能或可能没有别名的情况。
unsigned char0000000000400620 <_Z4Mainv>:
400620: 55 push %rbp
400621: c5 f9 ef c0 vpxor %xmm0,%xmm0,%xmm0
400625: ba e5 08 40 00 mov $0x4008e5,%edx
40062a: b8 20 00 00 00 mov $0x20,%eax
40062f: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
400632: 48 83 e4 e0 and $0xffffffffffffffe0,%rsp
400636: 48 81 ec 00 03 00 00 sub $0x300,%rsp
40063d: c5 fd 7f 44 24 60 vmovdqa %ymm0,0x60(%rsp)
400643: c5 fd 7f 44 24 40 vmovdqa %ymm0,0x40(%rsp)
400649: c5 fd 7f 44 24 20 vmovdqa %ymm0,0x20(%rsp)
40064f: c5 fd 7f 04 24 vmovdqa %ymm0,(%rsp)
400654: c5 fd 7f 84 24 e0 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0xe0(%rsp)
40065d: c5 fd 7f 84 24 c0 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0xc0(%rsp)
400666: c5 fd 7f 84 24 a0 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0xa0(%rsp)
40066f: c5 fd 7f 84 24 80 00 00 00 vmovdqa %ymm0,0x80(%rsp)
400678: 0f 1f 84 00 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1)
400680: 48 83 c2 01 add $0x1,%rdx
400684: c6 04 04 01 movb $0x1,(%rsp,%rax,1)
400688: 0f b6 42 ff movzbl -0x1(%rdx),%eax
40068c: 84 c0 test %al,%al
40068e: 75 f0 jne 400680 <_Z4Mainv+0x60>
400690: c5 f9 ef c0 vpxor %xmm0,%xmm0,%xmm0
400694: 31 c0 xor %eax,%eax
400696: c5 fd 7f 84 24 60 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x160(%rsp)
40069f: c5 fd 7f 84 24 40 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x140(%rsp)
4006a8: c5 fd 7f 84 24 20 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x120(%rsp)
4006b1: c5 fd 7f 84 24 00 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x100(%rsp)
4006ba: c5 fd 7f 84 24 e0 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x1e0(%rsp)
4006c3: c5 fd 7f 84 24 c0 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x1c0(%rsp)
4006cc: c5 fd 7f 84 24 a0 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x1a0(%rsp)
4006d5: c5 fd 7f 84 24 80 01 00 00 vmovdqa %ymm0,0x180(%rsp)
4006de: c5 fd 6f 04 24 vmovdqa (%rsp),%ymm0
4006e3: c5 fd 7f 84 24 00 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x200(%rsp)
4006ec: c5 fd 6f 44 24 20 vmovdqa 0x20(%rsp),%ymm0
4006f2: c5 fd 7f 84 24 20 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x220(%rsp)
4006fb: c5 fd 6f 44 24 40 vmovdqa 0x40(%rsp),%ymm0
400701: c5 fd 7f 84 24 40 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x240(%rsp)
40070a: c5 fd 6f 44 24 60 vmovdqa 0x60(%rsp),%ymm0
400710: c5 fd 7f 84 24 60 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x260(%rsp)
400719: c5 fd 6f 84 24 80 00 00 00 vmovdqa 0x80(%rsp),%ymm0
400722: c5 fd 7f 84 24 80 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x280(%rsp)
40072b: c5 fd 6f 84 24 a0 00 00 00 vmovdqa 0xa0(%rsp),%ymm0
400734: c5 fd 7f 84 24 a0 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x2a0(%rsp)
40073d: c5 fd 6f 84 24 c0 00 00 00 vmovdqa 0xc0(%rsp),%ymm0
400746: c5 fd 7f 84 24 c0 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x2c0(%rsp)
40074f: c5 fd 6f 84 24 e0 00 00 00 vmovdqa 0xe0(%rsp),%ymm0
400758: c5 fd 7f 84 24 e0 02 00 00 vmovdqa %ymm0,0x2e0(%rsp)
400761: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax)
400768: 80 3c 04 00 cmpb $0x0,(%rsp,%rax,1)
40076c: 0f b6 8c 04 00 02 00 00 movzbl 0x200(%rsp,%rax,1),%ecx
400774: ba 01 00 00 00 mov $0x1,%edx
400779: 75 08 jne 400783 <_Z4Mainv+0x163>
40077b: 0f b6 94 04 00 01 00 00 movzbl 0x100(%rsp,%rax,1),%edx
400783: 38 d1 cmp %dl,%cl
400785: 0f 85 b2 00 00 00 jne 40083d <_Z4Mainv+0x21d>
40078b: 48 83 c0 01 add $0x1,%rax
40078f: 48 3d 00 01 00 00 cmp $0x100,%rax
400795: 75 d1 jne 400768 <_Z4Mainv+0x148>
400797: c5 fd 6f 8c 24 00 02 00 00 vmovdqa 0x200(%rsp),%ymm1
4007a0: 31 c0 xor %eax,%eax
4007a2: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
4007a7: 0f 94 c0 sete %al
4007aa: 0f 85 88 00 00 00 jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
4007b0: c5 fd 6f 8c 24 20 02 00 00 vmovdqa 0x220(%rsp),%ymm1
4007b9: 31 c0 xor %eax,%eax
4007bb: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
4007c0: 0f 94 c0 sete %al
4007c3: 75 73 jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
4007c5: c5 fd 6f 8c 24 40 02 00 00 vmovdqa 0x240(%rsp),%ymm1
4007ce: 31 c0 xor %eax,%eax
4007d0: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
4007d5: 0f 94 c0 sete %al
4007d8: 75 5e jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
4007da: c5 fd 6f 8c 24 60 02 00 00 vmovdqa 0x260(%rsp),%ymm1
4007e3: 31 c0 xor %eax,%eax
4007e5: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
4007ea: 0f 94 c0 sete %al
4007ed: 75 49 jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
4007ef: c5 fd 6f 8c 24 80 02 00 00 vmovdqa 0x280(%rsp),%ymm1
4007f8: 31 c0 xor %eax,%eax
4007fa: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
4007ff: 0f 94 c0 sete %al
400802: 75 34 jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
400804: c5 fd 6f 8c 24 a0 02 00 00 vmovdqa 0x2a0(%rsp),%ymm1
40080d: 31 c0 xor %eax,%eax
40080f: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
400814: 0f 94 c0 sete %al
400817: 75 1f jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
400819: c5 fd 6f 8c 24 c0 02 00 00 vmovdqa 0x2c0(%rsp),%ymm1
400822: 31 c0 xor %eax,%eax
400824: c4 e2 7d 17 c9 vptest %ymm1,%ymm1
400829: 0f 94 c0 sete %al
40082c: 75 0a jne 400838 <_Z4Mainv+0x218>
40082e: 31 c0 xor %eax,%eax
400830: c4 e2 7d 17 c0 vptest %ymm0,%ymm0
400835: 0f 94 c0 sete %al
400838: c5 f8 77 vzeroupper
40083b: c9 leaveq
40083c: c3 retq
40083d: b9 20 09 40 00 mov $0x400920,%ecx
400842: ba 26 00 00 00 mov $0x26,%edx
400847: be e9 08 40 00 mov $0x4008e9,%esi
40084c: bf f8 08 40 00 mov $0x4008f8,%edi
400851: c5 f8 77 vzeroupper
400854: e8 97 fc ff ff callq 4004f0 <__assert_fail@plt>
400859: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax)