有办法用avx512自动替换为avx2吗？

Question

根据Linus的建议(以及跨平台性能)，我希望不使用avx512。我是否可以向编译器( gcc和msvc)指定一个标志，以便如果我正在使用的库试图从内部优化或编译器优化中使用avx512，那么所有avx2指令都会被拆分成成对的avx2指令吗？

Answer 1

不，首先编译代码不要使用AVX-512，方法是告诉编译器不能使用；您只需使用需要AVX-512的内部代码来处理任何代码。

但是，如果您正在为支持AVX-512的CPU进行编译，那么它通常是值得使用的，特别是与256位向量一起使用，以避免turbo-frequency and other penalties that come with 512-bit vectors。GCC的默认调优已经是用于-mprefer-vector-width=256等CPU的。

如果您想要创建一个可以在没有AVX-512的CPU上运行的二进制文件，那么很明显，您需要确保它永远不会执行，并且确保没有它就会出错的指令。比如gcc -O3 -march=znver2或者-march=skylake或者其他什么。这两个目标都不包括AVX-512。或-march=native，如果编译为任何您的CPU。

但是，如果您确实有一个支持AVX-512的CPU，并且不想使用它，您可以使用类似于-march=native -mno-avx512f的东西(所有其他的AVX-512扩展都依赖于"Foundation“AVX-512 F，因此禁用它也可以防止对128位和256位向量的AVX-512 so )。

( -march=native和禁用的部分好处是还可以设置调优选项。如果您想要在Skylake和Zen2上运行良好的二进制文件，我不知道该推荐什么；可能-march=skylake或-march=znver2都可以；默认的"tune=generic“，但是它太关心那些甚至不支持AVX2的旧CPU，比如Sandybridge：Why doesn't gcc resolve _mm256_loadu_pd as single vmovupd?)

本质

即使有了本质，GCC也只会发出目标选项支持的指令，所以-mno-avx512f可以让你确信你没有错过任何东西。您将得到编译时错误，而不是EVEX指令滑过裂缝。

(MSVC是不同的，它是围绕一个二进制模型设计的，其中使用新指令集的函数只在CPU支持时调用，所以它不会阻止您使用AVX-512。AFAIK，MSVC仍然没有一个选择，自动矢量化与AVX-512，只有/arch:AVX2.但是无论如何，如果你不告诉它，如果你不使用像/arch:AVX512这样的选项，如果存在这样的东西，它就不会单独发出AVX-512指令；AFAIK不幸没有一个/arch:native。使用MSVC时，您确实必须确保捕捉到了所有的本质用法，尽管使用GCC进行编译可以帮助确保代码库不会这样做。)

如果您仍然希望编译使用_mm512_add_epi32或_mm256_ternlog_epi32之类的代码，那么您将需要一个immintrin.h版本，该版本将__m512i定义为带有两个__m256i成员的结构/类，并模拟所有的本质。的一些AVX512本质将是不便宜的模仿，特别是蒙面操作，和整个概念的比较掩码，以获得一个整数而不是向量。因此，尝试完全透明地实现这一点可能是个坏主意；相反，只要让GCC阻止您使用任何AVX-512指令就可以了，而您可以在没有AVX2版本的任何内部代码中只使用AVX 2版本。

上一次出现这种情况时，Coding on insufficient hardware，我找到了一个avxintrin-emu.h，它允许您为AVX开发，而只为SSE4进行编译。但我没找到相当于AVX-512的。(通常您会编译一个AVX-512二进制文件，并在像SDE这样的模拟器上测试它，它在运行时进行仿真，而不是编译时。)

Agner的VectorClass包装器库(https://www.agner.org/optimize/#vectorclass)支持+-* /、洗牌和混合等基本操作，并有用一对AVX2向量模拟的512位向量。(并且VCL类型可以隐式转换为__m256i或__m512i等等，因此对于操作，它没有自己的功能，您可以使用intrinsics。但是，您又回到了需要一个只使用__m256_ternlog_epi32指令模拟AVX2的库的同一条船上。

这不会阻止libc在像strcmp或log/exp这样的函数中使用手写的AVX-512指令，因为动态CPU调度发生在运行时，并且不能阻止CPU报告它支持AVX-512。(除非使用VM，或者告诉内核在引导时不启用AVX-512，如果Linux有此选项的话)。