非对齐向量指针奇数(AVX512)

Question

我的问题是导出指向包含浮点数的内存空间的未对齐__m512指针。我发现GCC和Clang在通过这种装置访问内存时，在生成正确的uop (未对齐或对齐)方面有些不稳定。

第一，工作案例：

typedef float MyFloatVector __attribute__((vector_size(64), aligned(4)));
MyFloatVector* vec_ptr = reinterpret_cast<MyFloatVector*>(float_ptr);
Something(*vec_ptr);

Clang和GCC都为上面的内容生成MOVUPS。但是，如果将vec_ptr的类型留给编译器：

typedef float MyFloatVector __attribute__((vector_size(64), aligned(4)));
auto vec_ptr = reinterpret_cast<MyFloatVector *>(float_ptr);
Something(*vec_ptr);

现在，Clang将生成MOVAPS并沿着线路产生一个分段故障。GCC仍将生成MOVUPS，但也有三种不需要操作的指令(推送rbp、将rsp加载到rbp、pop rbp)。

另外，如果我从typedef更改为使用：

using MyFloatVector = float __attribute__((vector_size(64), aligned(4)));
MyFloatVector*vec_ptr = reinterpret_cast<MyFloatVector*>(float_ptr);
Something(*vec_ptr);

同样，GCC生成绒毛指令，Clang生成MOVAPS。在这里使用auto会得到同样的结果。

那么，有没有人知道在引擎盖下发生了什么，有没有一个安全的方法来进行转换。虽然存在一个可行的解决方案，但IMO所产生的差异--ty胡枝子/使用和显式/自动--使得它太不可靠，无法自信地使用--至少我需要静态断言来检查在去引用指针时生成的uop是否未对齐，而这并不存在AFAIK。

在某些情况下，我可能希望有一个对内存区域的MyFloatVector，这就排除了使用本质。

示例代码：https://godbolt.org/z/caxScz。包括国际商会的“乐趣”，这将生成MOVUPS始终。

Answer 1

当您使用reinterpret_cast时，您是在告诉编译器，参数指向请求类型的有效对象。这意味着它具有相同的对齐要求。

ICC在这里比较保守，而clang和GCC则试图通过假设您实际上遵守了标准来使您的代码运行得更快。

请记住，对齐的属性只能用于增加对齐需求，而不是减少它们，所以在您的代码中，您只是说类型的最小对齐度为4字节。如果添加一个static_assert(alignof(MyFloatVector) == 4, "Alignment should be 4")，您可能会看到一些失败，具体取决于您如何声明它。

由于您没有使用__m512，所以_mm512_loadu_ps可以工作，但可能并不是真正正确的方法。加载未对齐数据的正确方法是使用memcpy (或__builtin_memcpy，因为您使用的是向量扩展)。编译器非常擅长在已知大小的情况下优化memcpy，只要您使用的是一个相对较新的编译器，您就应该在启用AVX-512 F的x86上获得一个vmovup。