如何从预处理器启用内部函数

Question

我可以通过使用查找表找到16位值的第n个设置位，但是对于32位值，如果不将其分解并使用多个LUT则无法做到这一点。在How to efficiently find the n-th set bit?中对此进行了讨论，该建议提出了与此类似的用法

#include <immintrin.h>
//...
unsigned i = 0x6B5;                 // 11010110101
unsigned n = 4;                     //    ^
unsigned j = _pdep_u32(1u << n, i);
int bitnum = __builtin_ctz(j));     // result is bit 7

我已经分析了此建议的循环方法

j = i;
for (k = 0; k < n; k++)
    j &= j - 1;
return (__builtin_ctz(j));

在Nominal Animal的答案中，有比特纠错码的两个变体。旋转的分支变体是三个代码版本中最快的，不是很多。但是在我的actual代码中，使用__builtin_ctz的上述代码片段更快。还有其他答案，例如fuz的建议也暗示了我的发现：比特旋转与循环方法花费的时间相似。

所以我现在想尝试使用_pdep_u32，但无法识别_pdep_u32。我读了gcc.gnu.org

使用-mbmi2时，下列内置功能可用。...unsigned int _pdep_u32 (unsigned int, unsigned int)unsigned long long _pdep_u64 (unsigned long long, unsigned long long)...

但是我正在使用在线编译器，但是无法访问这些选项。

是否可以通过预处理器启用选项？

关于从命令行选项控制预处理器的材料很多，但是我找不到相反的方法。

最终我想使用64位版本_pdep_u64。

Answer 1

除了内联汇编，gcc / clang绝不会发出未通过命令行选项，函数属性或编译指示启用的汇编指令。

If您不能像普通人一样在命令行上使用GCC目标选项（例如-march=native启用编译主机支持的所有功能，并为该计算机进行调整），您< [can改为使用a pragma设置特定于目标的选项。但是效果不是很好。似乎#pragma target("arch=skylake")破坏了GCC的immintrin.h，显然是在未启用AVX512的情况下试图编译AVX512函数。 The GCC docs do show examples of using "arch=core2"作为函数属性，甚至"arch=core2"

尽管您可以设置"sse4.1,arch=core2"，但不会破坏任何内容。 （调整不会启用ISA扩展，只会影响代码生成的选择。）

target("bmi2,tune=skylake")

[#include <immintrin.h>
// #pragma GCC target ("arch=haswell")  // also broken, disables BMI2??

#pragma GCC target ("bmi2,tune=skylake") // this can be after immintrin.h

int foo(unsigned x) {
  // unsigned i = 0x6B5;                 // 11010110101
  unsigned i = x;
  unsigned n = 4;                        //    ^
  unsigned j = _pdep_u32(1u << n, i);
  int bitnum = __builtin_ctz(j);     // result is bit 7
  return bitnum;
}

int constprop() {  // check that GCC can still "understand" the intrinsic
  return foo(0x6B5);
}
 with only

compiles cleanly on Godbolt，无-O3选项。-m

[如果您在使用foo:
        mov     r8d, edi
        mov     edi, 16
        pdep    edi, edi, r8d
        bsf     eax, edi
        ret

constprop:
        mov     eax, 7
        ret
定义正确的包装程序时遇到麻烦，则可以查看GCC的标头以了解如何定义它们。例如immintrin.h是_pdep_u32（单整数）的包装，而u64是__builtin_ia32_pdep_si（双整数）的包装。
这些__builtin_ia32_pdep_di函数始终由GCC定义，即使没有标头，但这些__builtin内置函数只能在具有兼容目标选项的函数中使用。对于不支持指令的目标，没有ia32这样的后备。
但是似乎至少对于BMI2指令而言，__builtin_popcount和_pdep_u32由GCC的_pdep_u64定义，而与命令行选项无关
（它将定义immintrin.h CPP宏）。可能是这种用例的原因：具有目标属性的单个函数，或具有杂注的函数块。__BMI2__版本需要BMI2 + x86-64，而32位版本仅需要BMI2（即，也可以在32位模式下使用）。 _pdep_u64，因此64位操作数大小需要64位模式。
此外：MSVC编译了内在函数，没有大惊小怪
是的，MSVC和GCC / clang关于内在函数的哲学不同。 MSVC允许您使用任何内容，并假设您将执行运行时调度，以确保执行永远不会达到此计算机不支持的内部函数。
这可能与MSVC根本上根本没有优化内部函数有关，通常甚至没有通过它们进行简单的常量传播。我想，因为它试图确保在C ++抽象机中未达到内在函数时，相应的asm指令不会执行，因此我认为这是一种缓慢而安全的方法。
但是程序崩溃了（我想我的CPU不支持pdep is a scalar integer instruction，如链接的问题所建议）。
是，并非所有CPU都具有BMI2。您无法使用GCC进行任何更改。