在 AVX2 向量中加载 16 位整数？

Question

我是 AVX 编程的新手。我想加载具有 16 个短整数或 16 位值的 __m256 向量，但我无法这样做。

这是我的尝试。它给出了以下错误：

使用“int”类型初始化“__m256”类型时不兼容的类型 __m256 结果 = _mm256_load_epi16((__m256*)&int_array);

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <immintrin.h>

int main() {
  int i;

  short int int_array[16] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16};


  __m256 result = _mm256_load_epi16((__m256*)&int_array);

  short int* res = (short int*)&result;
  printf("%d %d %d %d %d %d %d %d\n", res[0], res[1], res[2], res[3], res[4], res[5], res[6], res[7]);

  return 0;
}

Answer 1

__m256i integer_vector = _mm256_load_si256((__m256*)int_array);

三个问题：

• 您忽略了编译器对 _mm256_load_epi16 的隐式声明警告，该警告不存在。这就是为什么它抱怨从 int 初始化 __m256i。
• int_array 已经是指向第一个元素的指针。 &int_array 是指向指针的指针。你不想加载它。
• __m256 是 8 个浮点数的向量。你想要__m256i。 （内在函数区分整数、浮点数和双精度向量。这与 asm 指令相匹配：使用整数向量运算的结果作为 FP 向量运算的输入（反之亦然）可能会导致额外的旁路延迟延迟。这会停止您可以随意/不小心对整数数据使用 FP shuffle。有时它仍然值得，这就是存在 __m128 _mm_castsi128_ps(__m128i) 之类的函数的原因。）

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对于具有不同整数元素大小的加载/存储，没有单独的内在函数。这就是为什么你总是要把那些烦人的演员表写到(__m256i*)。 （AVX512 内部函数将采用 void* args，这是一个更好的 IMO 设计。）

英特尔的内在函数查找器 (https://software.intel.com/sites/landingpage/IntrinsicsGuide/) 将帮助您找到所需的函数。另请参阅 sse 标签 wiki 获取指南，x86 标签 wiki 有好东西。

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第四个问题：你没有对齐你的数组，所以使用对齐加载内在函数是不安全的。您可以改用 loadu 内在函数。

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第五题：

short int* res = (short int*)&result; 是个坏主意。不要将指针别名到向量上。将向量指针别名到数组上是可以的，因为__m256i 是用“可能别名”属性定义的。但是取消引用 (short int*)&result 是 C/C++ 未定义行为，不会做你想做的事情（理论上或实践中）。

存储到临时数组，使用_mm_extract_epi16，或使用联合进行类型双关。