如何在 Visual C++ 中启用 SSE4.2 指令集？答案

【问题标题】：How do I enable the SSE4.2 instruction set in Visual C++?如何在 Visual C++ 中启用 SSE4.2 指令集？
【发布时间】：2012-04-28 14:48:13
【问题描述】：

我在 Visual C++ 2010 中使用 OpenCV 中的简要描述符来匹配两个图像中的点。

在the paper 关于BRIEF-descriptor 中写到可以加快速度：

“BRIEF 描述符使用汉明距离，这在现代 CPU 上可以非常快地完成，现代 CPU 通常提供特定指令来执行 XOR 或位计数操作，就像最新的 SSE 指令集一样。”

启用 SSE4.2 后应该会加快速度。我的问题只是我如何在 Visual C++ 中做到这一点？

另一种方法是选择另一个支持 SSE4 的编译器。例如英特尔的 ICC。这真的有必要吗？

【问题讨论】：

你区分 Visual Studio (IDE) 和 Visual C++（编程语言）吗？ :)

标签： opencv visual-c++ hammingweight sse4

【解决方案1】：

不幸的是，它不是那样工作的。

可能会告诉 C/C++ 编译器使用项目中的特定指令集-> C/C++ -> 代码生成->启用增强指令集。但它几乎什么都不做，在你的情况下，绝对没有。这是因为某些 CPU 指令不能从 C 语句中轻松访问。一些编译器（如英特尔的）在这方面比其他编译器更好，但是对于你想要实现的目标，没有编译器足够聪明。

你要做的就是找到具体的算法，学习SSE指令，然后用这些指令手动重写算法。可以纯汇编编写，也可以使用intrinsic函数，可以从C/C++调用，编译时会发出SSE指令。

【讨论】：

一个好的 C++ 库，如 libstdc++（GNU/Linux 的典型）或更新的 libc++ 将使用 popcnt 来实现 std::bitset<64>::count()，当它在编译时保证可用时。但是 MSVC 是围绕一个执行运行时调度的二进制模型设计的，并且它的库可能没有像 -arch:AVX 那样的优化（这意味着 SSE4.2 和因此 popcnt）所以实际上这个答案可能对 MSVC 是正确的。

【解决方案2】：

MSVC 编译器有一个/arch 选项，用于指定您希望程序面向的最低架构。将其设置为/arch:SSE2 将告诉编译器假设 CPU 支持 SSE2 指令，并且只要优化器确定它是合适的，它将自动使用它们。

但是，MSVC 没有 /arch:SSE4 或 /arch:SSE42 选项。对标准库实现的一瞥表明/arch:AVX 或/arch:AVX2 也意味着 SSE4.2。例如，C++20 库函数std::popcount 的 MSVC 实现将对处理器进行运行时检查，看它是否可以使用 SSE4.2 popcnt 指令。但是，如果您以 AVX 为目标，它会跳过运行时检查并假设处理器支持它。

我认为 gcc 和 clang 确实有启用 SSE4 和 SSE4.2 的特定选项。 更新： Peter Cordes 在 cmets 中确认：“要专门启用 popcnt，-mpopcnt，或者对于 SSE4.2 -msse4.2，这意味着 popcnt。”

如果您不想依赖优化器和库实现来找到最佳指令，您也可以将内部函数用于内置指令。

【讨论】：

对于 GCC/clang：-march=nehalem 或更高版本，或-march=znver1 (Zen) 将启用那些 CPU 支持的指令集（并调整为您指定的指令集），其中包括 popcnt。或-march=native。要专门启用 popcnt，-mpopcnt，或者对于 SSE4.2 -msse4.2，这意味着 popcnt。
很高兴听到 MSVC 在std::popcount 中对 popcnt 提供了一些 CPU 功能支持。它是否还通过std::bitset<64>::count() 公开这一点，这是获得希望平台优化的popcount 的标准方法？
@PeterCordes：我没有专门研究过std::bitset，但如果它没有利用popcnt，我会感到惊讶。在查看了std::popcount 的实现之后，我使用 Godbolt Compiler Explorer 确认了使用 popcnt 生成的代码（并且/arch:AVX 消除了运行时检查和回退）。对std::bitset 执行相同操作应该很简单。