GCC中x86架构下simd intrinsic函数的实现的分析

最新推荐文章于 2025-07-07 08:23:22 发布
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#gcc #x86 #builtin #simd

本文深入探讨了GCC如何在x86架构下通过simd intrinsic函数支持向量操作，分析了数据类型定义、操作实现流程，包括从gimple到RTL再到汇编指令的转换，以及builtin函数的定义、初始化和转换过程。

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intel提供了多种寄存器和指令来支持单指令多数据（simd）操作，按时间先后顺序包括MMX系列（支持64位寄存器），SSE系列（支持128位寄存器），AVX系列（支持256位寄存器）和AVX-512系列（支持512位寄存器）。本文以AVX系列的寄存器和指令位例子，分析GCC编译其中如何以intrinsic函数的形式来为程序开发者提供simd操作的支持。

数据类型

512位寄存器的数据类型主要分为两类：一类是以“__v”开头的内部类型，用以实现intrinsic函数；另一类是以“__m”开头的数据类型，是前一种类型的别名。这两种类型都定义为32个字节长度，avxintrin.h文件中有如下定义。

typedef double __v4df __attribute__ ((__vector_size__ (32)));

typedef float __m256 __attribute__ ((__vector_size__ (32), __may_alias__));

其定义是通过vector_size关键字，定义了一个长度为32字节的属性。vector_size

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【汇编优化】之x86架构intrinsic优化
walkingMa的专栏
03-23 2792
https://software.intel.com/en-us/comment/1758892 http://verchetensna.ga/software/4247intel-intrinsics-guide-download.html# https://www-m17.ma.tum.de/foswiki/pub/M17/Lehrstuhl/LehreWiSe1516ATHPSC/INT...
[英语单词] intrinsic
mzhan017的博客
12-13 1000
其实计算机中也有英语这个单词，讲述的是直接从C语言里，来访问汇编的裸指令（是相对于高级语言C来说的，其下层CPU机器指令），有一个内部，内在的意思；#endifAll of them generate the machine instruction that is part of the name. 这一句话应该添加一个例子，比如xsaveopt。意思就是这两个函数会生成机器指令，这个机器指令是builtin函数的一部分。那如何表达呢？
X86架构上SIMD指令集使用
Freshduke的博客
01-23 1549
SIMD说明 Single Instruction Multiple Data Intel Processor上对应的指令集include文件 // AVX immintrin.h // MMX mmintrin.h // SSE xmmintrin.h // SSE2 emmintrin.h // SSE3 pmmintrin.h // suffix // si256 – signed 256-bit integer // si128 – signed 128-bit integer
GCC中SIMD指令的应用方法
小有的专栏
02-26 2481
©2004本文最初由IBM developerWorks中国网站发表，其网址是http://www-900.ibm.com/developerworks/cn，文章链接为这里。 Abstract:X86架构上的多媒体应用开发，如果能够使用SIMD指令进行优化， 性能将大大提高。目前，IA-32的SIMD指令包括MMX，SSE，SSE2等几级。 在GCC的开发环境中，有几种使用SIMD指令的方式
向量化编程：SIMD（Single Instruction, Multiple Data）深度解析
最新发布
qq2745567641的博客
07-07 1181
本文深入探讨了SIMD（单指令多数据）技术在提升计算性能中的关键作用。首先介绍了SIMD的基本概念与发展历程，从早期的MMX到现代AVX-512指令集的演进。随后详细解析了Intel和ARM平台的SIMD指令集特点与适用场景。在编程模型方面，重点阐述了内联函数、自动向量化和汇编三种实现方式的技术特点与适用条件。最后提供了性能优化的核心原则，包括最大化并行度、优化数据布局等实用建议，并辅以矩阵乘法优化示例，帮助开发者充分利用SIMD技术提升计算密集型应用的性能。
GCC中的Intrinsics头文件与SIMD指令集、宏、参数的对应表
weixin_34245082的博客
08-27 378
作者：zyl910。   列名解释—— GCC470：GCC 4.7.0 (Fedora 17)。/usr/lib/gcc/i686-redhat-linux/4.7.0/include/。 GCC462：GCC 4.6.2 (MinGW)。\lib\gcc\mingw32\4.6.2\include。 宏：判断该指令集是否启用的宏。 参数：启用该指令集的命令行参数。 描述：指令集描...
GCC支持的ARM NEON 内联SIMD Intrinsics
yuyin86的专栏
01-16 4736
本文介绍了arm-linux编译器针对ARM处理器NEON的内建Intrinsics指令的介绍，当-mfpu=neon编译选项使能时就可以在C/C++代码内使用ARM的SIMD指令了，包括加法、乘法、比较、移位、绝对值 、极大极小极值运算、保存和加载指令等。 These built-in intrinsics for the ARM Advanced SIMD extension are a
Intel 64/x86_64/IA-32/x86处理器 - SIMD指令集 - MMX技术(8/E) - GCC内嵌/内置函数
一凡stkeke
01-27 738
File Instruction Set GCC v7.1 Intrinsic GCC v7.1 Intrinsic Declaration mmintrin.h sse2,mmx _mm_empty void _mm_empty (void) mmintrin.h sse2,mmx _m_empty void _m_empty (vo...
SIMD指令集编解码效率优化
程序猿老樊的博客
10-24 1252
SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令集可以显著优化编解码效率，特别是在处理多媒体数据（如图像、音频、视频）和高性能计算任务中。以下一些方法和步骤可以帮助我们利用SIMD指令集来优化编解码效率。
C++中使用SIMD
u013939918的博客
06-24 1358
图7列出了使用SIMD技术的多种方法，我们先按从上至下的顺序简要介绍每一种，然后重点介绍汇编语言方法。 图7 使用SIMD技术的多种方法 第一种方法是使用著名的IPP库，IPP的全称是Intel Integrated Performance Primitives， 是英特尔公司开发的一套跨平台软件函数库，提供了非常广泛的功能，包括各种常用的图形图像、音视频处理函数。因为其中的很多函数都已经使用SIMD技术做了优化，所以使用这个库是使用SIMD技术的一个快捷途径。通过链接https://soft.
高性能SIMD排序库——x86-simd-sort
gitblog_00088的博客
05-09 735
高性能SIMD排序库——x86-simd-sort x86-simd-sort 是一个基于C++的模板库，它提供高效能的SIMD（单指令多数据）加速排序算法，支持16位、32位和64位的数据类型。利用AVX-512或AVX2指令集，该库能够在现代处理器上实现极致的计算速度。最佳版本的选择会自动适应执行环境。 项目简介 x86-simd-sort 提供了多种排序及相关操作函数，包括数组排序、键值对排...
SIMD指令大全
10-16
Intel 关于SIMD的详细文档，适用于函数的优化，特别是和视频编解码相关
计算机高级体系结构——基于SIMD指令的程序优化
06-23
1. 学习可能使用到的SIMD Intrinsic函数； 2. 学习使用SIMD Intrinsic函数指令优化程序性能。 实验要求： 1. 学习基本SIMD　Intrinsic函数的使用，并利用这些函数实现矩阵乘法。 2. 计算前两步的加速比。 a) 为了更好的体现加速比，要求适当增加矩阵的规模；并评估矩阵大小对加速比的影响。 b) 寻找并确认统计程序运行时间的方法并说明其合理性；
gcc intrinsic vector
weixin_34245082的博客
12-04 122
（1）https://www.cs.uaf.edu/2009/fall/cs301/lecture/11_13_sse_intrinsics.html （2）http://pan.baidu.com/s/1hq1Q6yg 第二个链接是百度云盘的一个文档。配合第一个链接和这个文档，基本上就完成入门了。 转载于:https://www.cnblogs.com/liuyalunuli/p/41421...
第44部分-Linux x86 64位汇编SIMD整数
badman250的专栏
06-01 633
第44部分-Linux x86 64位汇编SIMD整数 单指令多数据(SIMD, Single Instruction Multiple Data)。 MMX整数 提供3种新的整数类型。 64位打包字节整数。 64位打包字整数。 64位打包双字节整数。 8个字节整数，4个字整数或2个双字整数都可以打包到单一的64位MMX寄存器中。 MMX寄存器被映射到FPU寄存器。 SSE整数 流化SIMD扩展(SSE,Streaming SIMD Extension)技术提供用于处理打...
【SIMD】NEON-intrinsic指令集总结
weixin_43730667的博客
07-12 2063
SIMD是使用一条指令同时处理多个数据的计算技术，可以理解为将原先的一次计算一个值改为一次并行计算多个值。这种并行技术是通过将多个数据打包传输至某一向量寄存器,用CPU核心中多个ALU一次计算处理该个向量寄存器来实现的。
单指令多数据（SIMD）与Intrinsic函数
winchcgwke的博客
05-13 1133
单指令多数据，通过一条指令对多个数据进行处理。一般是在指令级并行的基础上，发掘出数据级并行，从而提高处理速度。使用SIMD技术提高处理速度的前提，是拥有一块支持SIMD指令集的CPU，这对于现在的处理器来说并不是很稀有的东西，只是支持同时处理的数据的最大位数不同罢了。
函数栈2：gcc及llvm中x86机器的栈分配
rrerre的专栏
05-30 1423
1. 假设： 假设有函数main, f1, f2和g。其中，mainf1和f2，并且f1调用g，f2和g不再调用任何函数。栈空间从高地址往低地址增长（linux是这样的）。假设编译时没有开启eliminate frame pointer优化。如果开启该优化的话，对于参数
intrinsic.h
04-01
<think>好的，我现在需要处理用户关于`intrinsic.h`文件的查询。首先，用户可能想知道这个头文件的内容、定义以及使用方法。根据系统指令，我需要用中文回答，并正确应用LaTeX格式，同时生成相关问题。 首先，我需要确认`intrinsic.h`的基本信息。记得微软的编译器如MSVC可能有这个头文件，用于内联函数和编译器特定的指令。可能需要提到SIMD指令，比如SSE/AVX，或者特定于硬件的函数。 接下来，内容部分。需要说明该头文件通常包含编译器内置函数（intrinsics）的声明，这些函数直接映射到CPU指令，比如向量运算或位操作。例如，`_mm_add_ps`用于SSE加法。要确保使用正确的LaTeX格式，比如函数名用`$...$`包裹。 然后是定义部分。可能涉及宏和函数声明，如`#pragma intrinsic`指示编译器生成内联代码。需要举例说明，比如使用`__cpuid`函数获取CPU信息，并给出代码示例。注意代码块需要用反引号包裹，并指定语言类型，如C。 使用场景方面，应该提到高性能计算、图形处理、加密算法等需要直接硬件操作的领域。同时要提醒用户注意编译器兼容性，比如主要在MSVC中使用，GCC/Clang可能有不同的头文件。 需要检查是否有引用相关的资料。用户提供的引用中并没有直接提到`intrinsic.h`，但引用[1]讨论了头文件的一般作用，引用[2]涉及特定头文件的下载，引用[3]是编译错误的问题。虽然不直接相关，但可以引用[1]说明头文件的基本用途。 最后生成相关问题，考虑用户可能的后续疑问，比如具体函数例子、跨平台问题、与内联汇编的区别等。 需要确保回答结构清晰，分点说明内容、定义和使用，代码示例正确，并且所有数学表达式和代码块符合格式要求。同时，避免使用Markdown，但用户可见层允许使用代码块。最后检查LaTeX语法是否正确，比如函数名是否正确使用斜体或正体。</think>### 关于 `intrinsic.h` 文件的信息 #### 1. **内容与定义** `intrinsic.h` 是某些编译器（如微软的 MSVC）提供的头文件，主要用于声明**编译器内置函数（intrinsics）**。这些函数直接映射到特定 CPU 指令（如 SIMD 指令、位操作指令等），允许开发者以类似函数调用的方式编写底层硬件操作。例如： - **SIMD 指令**：如 `_mm_add_ps` 对应 SSE 指令集的浮点加法操作。 - **位操作**：如 `_rotl`（循环左移）或 `_bittest`（位测试）。 - **特殊指令**：如 `__cpuid` 用于读取 CPU 信息。 部分定义可能包含宏或 `#pragma intrinsic` 指令，强制编译器生成内联代码以提高性能[^1]。 #### 2. **使用场景** - **高性能计算**：直接调用 CPU 指令优化计算密集型任务（如矩阵运算）。 - **硬件交互**：访问 CPU 特性（如读取缓存大小或支持的指令集）。 - **替代内联汇编**：提供跨平台兼容性更强的底层操作。 #### 3. **示例代码** ```c #include <intrin.h> void get_cpu_info() { int info[4]; __cpuid(info, 0); // 调用 CPUID 指令获取基础信息 printf("Vendor: %s\n", (char*)&info[1]); } ``` #### 4. **注意事项** - **编译器依赖**：`intrin.h` 主要在 MSVC 中使用，GCC/Clang 通常使用 `<x86intrin.h>` 或其他平台特定头文件。 - **可移植性**：依赖此头文件的代码可能无法直接跨编译器或平台编译。 - **文档参考**：需查阅对应编译器的文档（如 [MSVC Intrinsics](https://learn.microsoft.com/en-us/cpp/intrinsics/)）。 ---
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