为什么gcc -O3处理avx256的内在函数与gcc -O0和clang不同？

Question

我想设置两个整数向量，并将它们与SIMD进行比较，然后稍后将此掩码用于打包浮点的混合操作。我产生了以下代码：

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


int main(){
    __m256i is =  _mm256_setr_epi32(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
    __m256i js =  _mm256_set1_epi32(1);               // integer bit-patterns
    __m256 mask = _mm256_cmp_ps(is,js, _CMP_EQ_OQ);   // compare as subnormal floats

    float val[8];
    memcpy(val, &mask, sizeof(val));
    printf("%f %f %f %f %f %f %f %f \n", val[0], val[1], val[2], val[3], val[4], val[5], val[6], val[7]);
}

与gcc -mavx main.c以及clang -mavx main.c和clang -O3 -mavx main.c一起使用都很好。

（（编者注：当cmpps将这些非正常输入视为-ffast-math时，它将以0.0中断，因此所有比较都是正确的。您希望AVX2 _mm256_cmp_epi32进行integer比较，然后将[C0 ]结果，但这与_mm256_castsi256_ps和clang允许从gcc -O0到__m256i隐式转换的问题无关。

但是，当我使用__m256时，出现以下错误消息：

gcc -O3 -mavx main.c
我注意到两件事。首先，编译器似乎将main.c: In function ‘main’:
main.c:9:33: error: incompatible type for argument 1 of ‘_mm256_cmp_ps’
    9 |     __m256 mask = _mm256_cmp_ps(is,js, _CMP_EQ_OQ);
      |                                 ^~
      |                                 |
      |                                 __m256i {aka __vector(4) long long int}
In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/include/immintrin.h:51,
                 from main.c:1:
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/include/avxintrin.h:404:23: note: expected ‘__m256’ {aka ‘__vector(8) float’} but argument is of type ‘__m256i’ {aka ‘__vector(4) long long int’}
  404 | _mm256_cmp_ps (__m256 __X, __m256 __Y, const int __P)
      |                ~~~~~~~^~~
main.c:9:36: error: incompatible type for argument 2 of ‘_mm256_cmp_ps’
    9 |     __m256 mask = _mm256_cmp_ps(is,js, _CMP_EQ_OQ);
      |                                    ^~
      |                                    |
      |                                    __m256i {aka __vector(4) long long int}
In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/include/immintrin.h:51,
                 from main.c:1:
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/include/avxintrin.h:404:35: note: expected ‘__m256’ {aka ‘__vector(8) float’} but argument is of type ‘__m256i’ {aka ‘__vector(4) long long int’}
  404 | _mm256_cmp_ps (__m256 __X, __m256 __Y, const int __P)
      |                            ~~~~~~~^~~

视为is，而它包含8个整数。其次，编译器是正确的抱怨，因为intel内部函数指南__m256i {aka __vector(4) long long int}将参数显示为1。我现在很困惑为什么这个代码甚至在一开始就起作用。如果由于整数被强制转换为浮点数而确实是正确的，那么我不理解为什么它不适用于__m256。 

我不想使用返回一个gcc -O3的_mm256_cmpeq_epi32，并且那里（似乎没有）（没有）接受这种掩码的__m256i指令。

为什么编译器的行为不同，正确

进行此操作的方式是什么？

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编译器版本

blend_ps
$ gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/lto-wrapper
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Configured with: /build/gcc/src/gcc/configure --prefix=/usr --libdir=/usr/lib --libexecdir=/usr/lib --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --with-pkgversion='Arch Linux 9.3.0-1' --with-bugurl=https://bugs.archlinux.org/ --enable-languages=c,c++,ada,fortran,go,lto,objc,obj-c++,d --enable-shared --enable-threads=posix --with-system-zlib --with-isl --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-clocale=gnu --disable-libstdcxx-pch --disable-libssp --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --enable-lto --enable-plugin --enable-install-libiberty --with-linker-hash-style=gnu --enable-gnu-indirect-function --enable-multilib --disable-werror --enable-checking=release --enable-default-pie --enable-default-ssp --enable-cet=auto gdc_include_dir=/usr/include/dlang/gdc
Thread model: posix
gcc version 9.3.0 (Arch Linux 9.3.0-1) 
[1] $ clang -v
clang version 10.0.0 
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin
Found candidate GCC installation: /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/8.4.0
Found candidate GCC installation: /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0
Found candidate GCC installation: /usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/8.4.0
Found candidate GCC installation: /usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0
Found candidate GCC installation: /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/8.4.0
Found candidate GCC installation: /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0
Found candidate GCC installation: /usr/lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/8.4.0
Found candidate GCC installation: /usr/lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0
Selected GCC installation: /usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0
Candidate multilib: .;@m64
Candidate multilib: 32;@m32
Selected multilib: .;@m64
Found CUDA installation: /opt/cuda, version 10.1

我想设置两个整数向量，并将它们与SIMD进行比较，然后稍后将此掩码用于打包浮点的混合操作。我产生了以下代码：#include #include＆...

Answer 1

首先，编译器似乎将https://software.intel.com/sites/landingpage/IntrinsicsGuide/视为is，而它包含8个整数。