x86 SIMD内部函数的头文件

哪些头文件为不同的x86 SIMD指令集扩展(MMX,SSE,AVX,…)提供了内在的function? 在网上find这样的清单似乎是不可能的。 如我错了请纠正我。

<mmintrin.h> MMX <xmmintrin.h> SSE <emmintrin.h> SSE2 <pmmintrin.h> SSE3 <tmmintrin.h> SSSE3 <smmintrin.h> SSE4.1 <nmmintrin.h> SSE4.2 <ammintrin.h> SSE4A <wmmintrin.h> AES <immintrin.h> AVX <zmmintrin.h> AVX512 

如果你只是使用

 #include <x86intrin.h> 

它将包含所有根据编译器开关启用的SSE / AVX头文件,如-march=corei7或者-march=native 。 此外,一些特定于x86的指令(如bswapror可用作内在函数。

标题名称取决于您的编译器和目标体系结构。

  • 对于Microsoft C ++(针对x86,x86-64或ARM)和Windows的Intel C / C ++编译器,请使用intrin.h
  • 对于x86 / x86-64的gcc / clang / icc,使用x86intrin.h
  • 对于使用ARM的gcc / clang / armcc,使用arm_neon.h
  • 对于使用WMMX的gcc / clang / armcc定位ARM,请使用mmintrin.h
  • 对于使用VMX(又名Altivec)和/或VSX的PowerPC的gcc / clang / xlcc,使用altivec.h
  • 对于使用SPE使用SPE的gcc / clang来说,使用spe.h

您可以使用条件预处理指令处理所有这些情况:

 #if defined(_MSC_VER) /* Microsoft C/C++-compatible compiler */ #include <intrin.h> #elif defined(__GNUC__) && (defined(__x86_64__) || defined(__i386__)) /* GCC-compatible compiler, targeting x86/x86-64 */ #include <x86intrin.h> #elif defined(__GNUC__) && defined(__ARM_NEON__) /* GCC-compatible compiler, targeting ARM with NEON */ #include <arm_neon.h> #elif defined(__GNUC__) && defined(__IWMMXT__) /* GCC-compatible compiler, targeting ARM with WMMX */ #include <mmintrin.h> #elif (defined(__GNUC__) || defined(__xlC__)) && (defined(__VEC__) || defined(__ALTIVEC__)) /* XLC or GCC-compatible compiler, targeting PowerPC with VMX/VSX */ #include <altivec.h> #elif defined(__GNUC__) && defined(__SPE__) /* GCC-compatible compiler, targeting PowerPC with SPE */ #include <spe.h> #endif 

从这个页面

 +----------------+------------------------------------------------------------------------------------------+ | Header | Purpose | +----------------+------------------------------------------------------------------------------------------+ | x86intrin.h | Everything, including non-vector x86 instructions like _rdtsc(). | | mmintrin.h | MMX (Pentium MMX!) | | mm3dnow.h | 3dnow! (K6-2) (deprecated) | | xmmintrin.h | SSE + MMX (Pentium 3, Athlon XP) | | emmintrin.h | SSE2 + SSE + MMX (Pentium 4, Athlon 64) | | pmmintrin.h | SSE3 + SSE2 + SSE + MMX (Pentium 4 Prescott, Athlon 64 San Diego) | | tmmintrin.h | SSSE3 + SSE3 + SSE2 + SSE + MMX (Core 2, Bulldozer) | | popcntintrin.h | POPCNT (Nehalem (Core i7), Phenom) | | ammintrin.h | SSE4A + SSE3 + SSE2 + SSE + MMX (AMD-only, starting with Phenom) | | smmintrin.h | SSE4_1 + SSSE3 + SSE3 + SSE2 + SSE + MMX (Penryn, Bulldozer) | | nmmintrin.h | SSE4_2 + SSE4_1 + SSSE3 + SSE3 + SSE2 + SSE + MMX (Nehalem (aka Core i7), Bulldozer) | | wmmintrin.h | AES (Core i7 Westmere, Bulldozer) | | immintrin.h | AVX, AVX2, AVX512, all SSE+MMX (except SSE4A and XOP), popcnt, BMI/BMI2, FMA | +----------------+------------------------------------------------------------------------------------------+ 

所以一般来说,如果你想要所有的东西,包括_bit_scan_forward_rdtsc ,以及所有的vector内在函数,都只包含AMD,那么你可以包含immintrin.h来得到所有的Intel扩展,或者x86intrin.h 。 如果你反对包括更多你真正需要的,那么你可以select正确的包括通过看表。

x86intrin.h是推荐用于AMD XOP(仅推土机,甚至不是未来的AMD CPU)的内部函数,而不是拥有自己的头文件。

有些编译器仍然会产生错误信息,如果你使用内部函数来指令你没有启用(例如_mm_fmadd_ps没有启用fma,即使你包含immintrin.h并启用AVX2)。

正如许多答案和评论所述, <x86intrin.h>是x86 [-64] SIMD内在函数综合头文件。 它还提供了其他ISA扩展的内部支持指令。 gccclangicc都已经解决了这个问题。 我需要对支持标题的版本进行一些挖掘,并认为列出一些发现可能是有用的。

  • gcc :对x86intrin.h支持首先出现在gcc-4.5.0gcc-4发行版系列不再维护,而gcc-6.x目前的稳定版系列。 gcc-5还引入了所有clang-3.x版本中的__has_include扩展。 gcc-7在预发行版(回归testing等)中,并遵循当前的版本scheme,将作为gcc-7.1.0发布。

  • x86intrin.h似乎已经支持所有的clang-3.x版本。 最新的稳定版本是clang (LLVM) 3.9.1 。 开发分支是clang (LLVM) 5.0.0 。 目前还不清楚4.x系列发生了什么。

  • 苹果叮当 :恼人的是,苹果的版本与LLVM项目的版本并不一致。 也就是说,目前的版本是: clang-800.0.42.1 ,基于LLVM 3.9.0 。 第一个基于LLVM 3.0的版本在Xcode 4.1似乎是Apple clang 2.1 。 在Xcode 4.3.3 LLVM 3.1首先出现在Apple clang 3.1 (数字巧合)中。

    Apple还定义了__apple_build_version__例如8000042 。 这似乎是最稳定的,严格按照升序版本的scheme。 如果您不想支持遗留编译器,请将其中一个值作为最低要求。

因此,任何最近版本的clang ,包括Apple版本,都应该对x86intrin.h没有任何问题。 当然,随着gcc-5 ,你可以随时使用以下内容:

 #if defined (__has_include) && (__has_include(<x86intrin.h>)) #include <x86intrin.h> #else #error "upgrade your compiler. it's free..." #endif 

你不能真正依赖的一个技巧是在clang使用__GNUC__版本。 由于历史原因,版本控制在4.2.1x86intrin.h头文件之前的版本。 对于那些保持向后兼容的简单的GNU C扩展偶尔是有用的。

  • icc :就我所知, x86intrin.h头文件至less支持Intel C ++ 16.0。 版本testing可以通过执行: #if (__INTEL_COMPILER >= 1600) 。 该版本(以及可能更早的版本)也提供对__has_include扩展的支持。

  • MSVC :看起来, MSVC++ 12.0 (Visual Studio 2013)是第一个提供intrin.h头文件的版本 – 不是 x86intrin.h …这表明: #if (_MSC_VER >= 1800)作为版本testing。 当然,如果你试图编写在所有这些不同编译器中可移植的代码,那么这个平台上的标题名称将是你的问题中最less的。