gcc（6.1.0）在SSE內在函數中使用“錯誤”指令

Question

背景 ：我開發了一種用C / C ++編寫的計算密集型工具，該工具必須能夠在各種不同的x86_64處理器上運行。 為了加快浮點數和整數的計算速度，該代碼包含大量SSE *內部函數，它們具有針對不同CPU SSE功能量身定制的不同路徑。 （由於在程序啟動時檢測到CPU標志並用於設置布爾值，因此我假設針對定制代碼塊的分支預測將非常有效地工作）。

為簡單起見，我假設只需要考慮SSE2到SSE4.2。

為了通過4.2路徑訪問SSE4.2內部函數，我需要使用gcc的-msse4.2選項。

這個問題我遇到的問題是，至少在6.1.0，GCC去並實現了SSE2內在的，mm_cvtsi32_si128，與SSE4.2指令，pinsrd。

如果我使用-msse2限制編譯，它將使用sse2指令movd，即。 英特爾“本機指南”說應該使用的一種。

這在兩個方面都很煩人。

1）關鍵問題是，當程序在pre4.2 CPU上運行時，該程序現在由於一條非法指令而崩潰。 我無法控制使用什么硬件，因此可執行文件需要與舊計算機兼容，但是需要利用可用的新硬件上的功能。

2）根據Intel內在函數指南，pinsrd指令比它所取代的mov慢很多。 （pinsrd更一般，但這不是必需的）。

有誰知道如何使gcc 僅僅使用內在性指南說的應該使用的指令，但仍然允許在同一編譯單元中通過SSE4 *訪問所有SSE2？

更新：我還應該注意，相同的代碼是使用各種不同的編譯器在Linux，Windows和OSX下編譯的，因此，如果可能的話，希望避免或至少具有最少的編譯器特定擴展。

Update2：（感謝@PeterCordes）似乎如果啟用了優化，則gcc將在適當的情況下恢復使用pindsrd中的movd。

Answer 1

如果在編譯步驟中將-msse4.2標志提供給gcc的命令行，則將假定整個翻譯單元最多可以自由使用SSE 4.2指令集。 這可能導致您描述的行為。 如果您需要僅使用SSE2和以下代碼的代碼，則需要使用-msse2 （如果要為x86_64進行構建，則-msse2不使用標志）。

我可以想到的一些選擇是：

• 如果您可以輕松地在功能級別分解代碼，那么gcc的多版本功能可以提供幫助。 它需要一個相對較新的編譯器版本，但是它允許您執行以下操作（來自上面的鏈接）：

    __attribute__ ((target ("default"))) int foo () { // The default version of foo. return 0; } __attribute__ ((target ("sse4.2"))) int foo () { // foo version for SSE4.2 return 1; } __attribute__ ((target ("arch=atom"))) int foo () { // foo version for the Intel ATOM processor return 2; } __attribute__ ((target ("arch=amdfam10"))) int foo () { // foo version for the AMD Family 0x10 processors. return 3; } int main () { int (*p)() = &foo; assert ((*p) () == foo ()); return 0; } 

  在此示例中，gcc將自動編譯不同版本的foo()並在運行時根據CPU的功能將其分發給適當的版本。

• 您可以將不同的實現（SSE2，SSE4.2等）分解為不同的轉換單元，然后在運行時將其適當地分派到正確的實現。

• 您可以將所有SIMD代碼放入共享庫中，並使用不同的編譯器標志多次構建共享庫。 然后，在運行時，您可以檢測CPU的功能並加載適當版本的共享庫。 這是諸如英特爾的數學內核庫之類的庫所采用的方法。