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如何在编译时检测SSE / SSE2 / AVX / AVX2 / AVX-512 / AVX-128-FMA / KCVI的可用性？

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我正在尝试优化一些矩阵计算，我想知道是否有可能在编译时检测SSE / SSE2 / AVX / AVX2 / AVX-512 / AVX-128-FMA / KCVI [1]是否由编译器？理想情况下，对于GCC和Clang，但我只能管理其中一个 .

我不确定它是否可行，也许我会使用自己的宏，但我更愿意检测它并要求用户选择它 .

[1] "KCVI"代表Knights Corner Vector指令优化 . 像FFTW这样的库检测/利用这些较新的指令优化 .

gcc clang sse avx avx512

1 回答

  • 75

    大多数编译器会自动定义：

    __SSE__
__SSE2__
__SSE3__
__AVX__
__AVX2__

    等等，根据你传递的命令行开关 . 您可以使用gcc（或gcc兼容的编译器，如clang）轻松检查，如下所示：

    $ gcc -msse3 -dM -E - < /dev/null | egrep "SSE|AVX" | sort
#define __SSE__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __SSE3__ 1
#define __SSE_MATH__ 1

    要么：

    $ gcc -mavx2 -dM -E - < /dev/null | egrep "SSE|AVX" | sort
#define __AVX__ 1
#define __AVX2__ 1
#define __SSE__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __SSE3__ 1
#define __SSE4_1__ 1
#define __SSE4_2__ 1
#define __SSE_MATH__ 1
#define __SSSE3__ 1

    或者只是检查预定义的宏以获取特定平台上的默认构建：

    $ gcc -dM -E - < /dev/null | egrep "SSE|AVX" | sort
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __SSE3__ 1
#define __SSE_MATH__ 1
#define __SSE__ 1
#define __SSSE3__ 1

    最近的英特尔处理器支持AVX-512，它不是单片指令集 . 可以从以下两个示例中看到GCC（版本6.2）提供的支持 .

    这是骑士登陆：

    $ gcc -march=knl -dM -E - < /dev/null | egrep "SSE|AVX" | sort
#define __AVX__ 1
#define __AVX2__ 1
#define __AVX512CD__ 1
#define __AVX512ER__ 1
#define __AVX512F__ 1
#define __AVX512PF__ 1
#define __SSE__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __SSE3__ 1
#define __SSE4_1__ 1
#define __SSE4_2__ 1
#define __SSE_MATH__ 1
#define __SSSE3__ 1

    这是Skylake AVX-512：

    $ gcc -march=skylake-avx512 -dM -E - < /dev/null | egrep "SSE|AVX" | sort
#define __AVX__ 1
#define __AVX2__ 1
#define __AVX512BW__ 1
#define __AVX512CD__ 1
#define __AVX512DQ__ 1
#define __AVX512F__ 1
#define __AVX512VL__ 1
#define __SSE__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __SSE3__ 1
#define __SSE4_1__ 1
#define __SSE4_2__ 1
#define __SSE_MATH__ 1
#define __SSSE3__ 1

    英特尔公布了其他AVX-512子集（参见ISA extensions） . GCC（版本7）支持与AVX-512的4FMAPS，4VNNIW，IFMA，VBMI和VPOPCNTDQ子集相关联的编译器标志和预处理器符号：

    for i in 4fmaps 4vnniw ifma vbmi vpopcntdq ; do echo "==== $i ====" ; gcc -mavx512$i -dM -E - < /dev/null | egrep "AVX512" | sort ; done
==== 4fmaps ====
#define __AVX5124FMAPS__ 1
#define __AVX512F__ 1
==== 4vnniw ====
#define __AVX5124VNNIW__ 1
#define __AVX512F__ 1
==== ifma ====
#define __AVX512F__ 1
#define __AVX512IFMA__ 1
==== vbmi ====
#define __AVX512BW__ 1
#define __AVX512F__ 1
#define __AVX512VBMI__ 1
==== vpopcntdq ====
#define __AVX512F__ 1
#define __AVX512VPOPCNTDQ__ 1
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