rust - 为什么在调试和 Release模式下存储和加载 AVX2 256 位向量会产生不同的结果？

这个问题在这里已经有了答案:

SIMD code works in Debug, but does not in Release

(1 个回答)

2年前关闭。

当我尝试 store 和 load 256 位与 AVX2 256 位向量之间的往来时，我在 Release模式下没有收到预期的输出。

use std::arch::x86_64::*;

fn main() {
    let key = [1u64, 2, 3, 4];
    let avxreg = unsafe { _mm256_load_si256(key.as_ptr() as *const __m256i) };
    let mut back_key = [0u64; 4];
    unsafe { _mm256_storeu_si256(back_key.as_mut_ptr() as *mut __m256i, avxreg) };
    println!("back_key: {:?}", back_key);
}

playground

在 Debug模式下:

back_key: [1, 2, 3, 4]

在 Release模式下:

back_key: [1, 2, 0, 0]

后半部分没有被加载或存储，我无法弄清楚是哪个。

奇怪的是针对 native CPU 工作。在 Release模式下 + RUSTFLAGS="-C target-cpu=native"

back_key: [1, 2, 3, 4]

我什至试图通过强制对齐无效来摆脱 Clippy 错误(我不确定下面的代码是否更正确)。

use std::arch::x86_64::*;

#[repr(align(256))]
#[derive(Debug)]
struct Key([u64; 4]);

fn main() {
    let key = Key([1u64, 2, 3, 4]);
    let avxreg = unsafe { _mm256_load_si256(&key as *const _ as *const __m256i) };
    let mut back_key = Key([0u64; 4]);
    unsafe { _mm256_storeu_si256((&mut back_key) as *mut _ as *mut __m256i, avxreg) };
    println!("back_key: {:?}", back_key);
}

为什么会这样？

是否有针对此特定用例的修复程序？

能否将此修复程序推广用于用户输入(例如:如果我想将字节切片作为用户输入并执行相同的过程)

最佳答案

在更彻底的 reading the docs 之后，很明显我必须将主体提取到另一个函数中，并通过注释来强制使用 AVX2 编译该函数

#[target_feature(enable = "avx2")]

或者编译整个程序

RUSTFLAGS="-C target-feature=+avx2" cargo run --release

第一个选项更好，因为它保证函数中使用的 SIMD 指令被正确编译，只是调用者在调用 is_x86_feature_detected!("avx2") 之前检查他们的 CPU 是否具有这些功能。所有这些都被记录在案，但如果编译器可以警告“嘿，这个函数使用 AVX2 指令，但没有用 #[target_feature(enable = "avx2")] 注释并且程序没有在全局启用 AVX2 的情况下编译，所以调用这个函数是未定义的行为” .它会让我省去很多头痛!

由于依赖未定义的行为是不好的，我们在操场上的初始程序应该写成:

use std::arch::x86_64::*;

fn main() {
    unsafe { run() }
}

#[target_feature(enable = "avx2")]
unsafe fn run() {
    let key = [1u64, 2, 3, 4];
    let avxreg = _mm256_load_si256(key.as_ptr() as *const __m256i);
    let mut back_key = [0u64; 4];
    _mm256_storeu_si256(back_key.as_mut_ptr() as *mut __m256i, avxreg);
    println!("back_key: {:?}", back_key);
}

一些注意事项:

main 不可能是不安全的，因此不能用 target_feature 注释，所以需要提取到另一个函数

这仍然假设运行代码的 x86_64 CPU 具有 avx 功能，因此请确保在调用

之前检查

不值得研究为什么调试版本会给出正确的结果，因为在我的家用电脑上运行它也会给出正确的结果(在某些咒语下)。查看程序集表明 LLVM 以一种或另一种方式进行了优化，但它并不是特别有见地。

关于rust - 为什么在调试和 Release模式下存储和加载 AVX2 256 位向量会产生不同的结果？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/52433389/