gcc(6.1.0)在SSE内在函数中使用’错误’指令

背景 :我开发了一个用C / C ++编写的计算密集型工具,它必须能够在各种不同的x86_64处理器上运行。 为了加速浮点数和整数计算,代码包含了很多SSE *内在函数,它们具有针对不同CPU SSEfunction定制的不同路径。 (由于在程序开始时检测到CPU标志并用于设置布尔值,我假设对定制的代码块的分支预测将非常有效地工作)。

为简单起见,我假设只需要考虑SSE2到SSE4.2。

为了访问4.2路径的SSE4.2内在函数fpr,我需要使用gcc的-msse4.2选项。

问题我遇到的问题是,至少使用6.1.0,gcc使用sse4.2指令pinrd来实现sse2内部函数mm_cvtsi32_si128。

如果我使用-msse2限制编译,它将使用sse2指令,movd,即。 英特尔“内在指南”说它应该使用的那个。

这有点令人讨厌。

1)关键问题是,当程序在pre4.2 CPU上运行时,程序现在会因非法指令而崩溃。 我无法控制使用何种硬件,因此可执行文件需要与旧机器兼容,但需要利用新硬件上的function。

2)根据英特尔内在指南,pinrd指令比它取代的mov慢得多。 (pinsrd更通用但不需要这样)。

有谁知道如何使gcc 使用内在指南所说的应该使用的指令,但仍然允许在同一个编译单元中通过SSE4 *访问所有SSE2?

更新:我还应该注意,在Linux,Windows和OSX下使用各种不同的编译器编译相同的代码,因此如果可能的话,更愿意避免或至少拥有最少的编译器特定扩展。

Update2 :(感谢@PeterCordes)似乎如果启用了优化,gcc将在适当的时候恢复使用来自pinsrd的movd。

如果在编译步骤中将-msse4.2标志赋予gcc的命令行,它将假定它可以自由地使用最多整个翻译单元的SSE 4.2指令集。 这可能会导致您描述的行为。 如果您需要使用SSE2及以下代码的代码,则需要使用-msse2 (如果您正在为x86_64构建,则-msse2不使用任何标志)。

我能想到的一些选择是:

  • 如果您可以在function级别轻松分解代码,那么gcc的多版本化function可以提供帮助。 它需要一个相对较新版本的编译器,但它允许你做这样的事情(取自上面的链接):

      __attribute__ ((target ("default"))) int foo () { // The default version of foo. return 0; } __attribute__ ((target ("sse4.2"))) int foo () { // foo version for SSE4.2 return 1; } __attribute__ ((target ("arch=atom"))) int foo () { // foo version for the Intel ATOM processor return 2; } __attribute__ ((target ("arch=amdfam10"))) int foo () { // foo version for the AMD Family 0x10 processors. return 3; } int main () { int (*p)() = &foo; assert ((*p) () == foo ()); return 0; } 

    在这个例子中,gcc将自动编译不同版本的foo()并根据CPU的function在运行时调度到适当的版本。

  • 您可以将不同的实现(SSE2,SSE4.2等)分解为不同的转换单元,然后在运行时适当地分配给正确的实现。

  • 您可以将所有SIMD代码放入共享库,并使用不同的编译器标志多次构建共享库。 然后在运行时,您可以检测CPU的function并加载适当版本的共享库。 这是英特尔数学核心库等库所采用的方法。