Visual Studio 2017：_mm_load_ps经常编译为movups

Question

我正在查看为我的代码生成的程序集（使用Visual Studio 2017），并注意到_mm_load_ps经常（总是？）编译为movups。

我正在使用_mm_load_ps的数据定义如下：

struct alignas(16) Vector {
    float v[4];
}

// often embedded in other structs like this
struct AABB {
    Vector min;
    Vector max;
    bool intersection(/* parameters */) const;
}

现在当我使用这个结构时，会发生以下情况：

// this code
__mm128 bb_min = _mm_load_ps(min.v);

// generates this
movups  xmm4, XMMWORD PTR [r8]

我期待movaps因为alignas（16）。在这种情况下，我还需要其他东西来说服编译器使用movaps吗？

编辑：我的问题与this question不同，因为我没有遇到任何崩溃。结构是专门对齐的，我也使用对齐分配。相反，我很好奇为什么编译器将_mm_load_ps（对齐内存的固有内容）切换到movups。如果我知道struct是在一个对齐的地址分配的，我通过这个*调用它，那么使用movaps是安全的，对吧？

Answer 1

在最新版本的Visual Studio和英特尔编译器（最近的2013年后？）中，编译器很少再生成对齐的SIMD加载/存储。

编译AVX或更高版本时：

• Microsoft编译器（> VS2013？）不会生成对齐的加载。但它仍然会产生对齐的商店。
• 英特尔编译器（> Parallel Studio 2012？）完全不再这样做了。但是你仍然可以在像memset()这样的手动优化库中的ICC编译的二进制文件中看到它们。
• 从GCC 6.1开始，当您使用对齐的内在函数时，它仍会生成对齐的加载/存储。

允许编译器执行此操作，因为在正确编写代码时不会丢失功能。当地址对齐时，从Nehalem开始的所有处理器都不会因未对齐的加载/存储而受到惩罚。

微软在这个问题上的立场是“它不会让程序员崩溃”。不幸的是，我再也找不到微软发表此声明的原始来源了。在我看来，这与此完全相反，因为它隐藏了错位惩罚。从正确性的角度来看，它也隐藏了错误的代码。

无论如何，无条件地使用未对齐的加载/存储确实简化了编译器。

新的启示：

• 启动Parallel Studio 2018后，英特尔编译器根本不会生成对齐的移动 - 即使对于Nehalem之前的目标也是如此。
• 从Visual Studio 2017开始，Microsoft编译器也不再生成对齐的移动 - 即使在定位前AVX硬件时也是如此。

这两种情况都会导致旧处理器性能不可避免地降低。但似乎this is intentional作为英特尔和微软不再关心旧处理器。

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唯一不受此影响的加载/存储内在函数是非临时加载/存储。没有未对齐的等价物，因此编译器别无选择。

因此，如果您只想测试代码的正确性，可以在加载/存储内在函数中替换非时间代码。但要注意不要让这样的东西进入生产代码，因为NT加载/存储（特别是NT商店）是一把双刃剑，如果你不知道你在做什么就会伤到你。