如何让AVX512进入C#？

Question

我想在AVX-512中使用C#指令，但我所理解的是:对它没有支持(或者我在网上搜索方面非常糟糕)。所以我决定为它创建自己的绑定。但我得到的是：

外部组件引发了异常。

我不知道我在这里搞砸了什么。

以下是我的C代码：

#include <immintrin.h>

__declspec(dllexport) 
__m512i
load_s32(const void *ptr) {
    return _mm512_load_epi32(ptr);
}

它使用以下命令进行编译：

gcc -c decl.c -mavx512f
gcc -shared -o libavx512.dll decl.o -Wl,--out-implib,libavx512.dll.a -mavx512f

在C#中，我创建了一个库，它包含以下部分：

using System.Runtime.InteropServices;

using S64 = System.Int64;

namespace AVX512Sharp
{
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Size = 64)]
    public struct M512S32
    {
        public S64 M0;
        public S64 M1;
        public S64 M2;
        public S64 M3;
        public S64 M4;
        public S64 M5;
        public S64 M6;
        public S64 M7;
    }

    public static class AVX512
    {
        [DllImport("libavx512.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, EntryPoint = "load_s32")]
        public extern unsafe static M512S32 LoadS32(void* ptr);
    }
}

在我的测试程序中，我像这样使用它：

int* mem = stackalloc int[16];
for (int i = 0; i < 16; ++i)
    mem[i] = i * 10;

M512S32 zmm0;
zmm0 = AVX512.LoadS32(mem);

我真的不知道我做错了什么。

备注

• 为了测试绑定工作是否有效，我删除了SIMD函数：

__declspec(dllexport) 
void
load_s32(const void *ptr) {
    return;
}

还更新了AVX512类：

public static class AVX512
{
    [DllImport("libavx512.dll", EntryPoint = "load_s32")]
    public extern unsafe static void LoadS32(void* ptr);
}

这并没有抛出异常。

• 在第二步中，我尝试在dll应用程序中使用C。结果也没有任何错误。
• 还尝试使用额外的属性，如：-Wl,--export-all-symbols、-Wl,--enable-auto-import。相关的文档是这里。

Answer 1

我决定为它创建自己的绑定。

最好的方法是用C或C++编写一个使用AVX512的DLL，然后从C#中使用DLL。如果您试图从DLL导出单独的指令，性能将不会很好，因为内存访问和pinvoke开销。相反，您应该用C编写更大的功能片段。

我真的不知道我做错了什么。

您的C函数需要rcx寄存器中的输入指针，并返回zmm0向量寄存器的结果。

您的C#函数不了解zmm0。运行时在堆栈上为返回值分配64个字节，在rcx寄存器中传递返回值缓冲区的地址，在rdx寄存器中传递输入指针，并期望函数返回rcx在rax寄存器中传递的指针。

互操作双方的语言在调用约定上存在分歧，您的代码在运行时崩溃。