如何强制 GCC 将 128bits/256bits 结构作为 xmm/ymm 寄存器中的函数参数传递？答案

【问题标题】：How to force GCC to pass 128bits/256bits struct as function param in xmm/ymm register?如何强制 GCC 将 128bits/256bits 结构作为 xmm/ymm 寄存器中的函数参数传递？
【发布时间】：2013-12-25 05:43:07
【问题描述】：

如何强制 GCC 将 128bits/256bits 结构作为函数参数传递到 xmm/ymm 寄存器中？ IE。如果我的结构是 256 位宽（UnsignedLongLongStruct 下面）

（我知道如果我使用内在函数来制作压缩整数，gcc 足够聪明，可以将它放入 %ymm 寄存器，但我可以用 struct 来做吗？）

typedef struct {
   unsigned long long ull1;
   unsigned long long ull2;
   unsigned long long ull3;
   unsigned long long ull4;
} UnsignedLongLongStruct;

void func1( UnsignedLongLongStruct unsignedLongLongStruct ) {
....
}

【问题讨论】：

先对齐上个世纪，用C++！
你确定这是个好主意吗？如果函数需要将值作为单独的标量，将它们放入调用者中的 ymm reg 并在被调用者中再次取出将比以正常方式传递它们更昂贵，即使这意味着它们必须进入堆栈，因为使用所有可用的参数传递寄存器。

标签： gcc struct 64-bit parameter-passing avx

【解决方案1】：

TL;DR：调用约定似乎明确提到了 __m256 和要放在 umm regs 中的朋友。

在X86-64 System V ABI，第3.2.3点，你可以检查参数是如何传递的。我的阅读是只有__m256 参数将被转换为一个 SSE 和 3 个 SSEUP 8 字节块，这允许它们在 ymm 寄存器中传递。

这将使您的参数在内存中传递，这就是我们在 clang、gcc 和 icc 中看到的：Test program on godbolt

为了将它作为寄存器传递，在我阅读调用约定时，您似乎必须将它作为 __m256（或其变体）传递。

【讨论】：

【解决方案2】：

不同平台和编译器的调用约定有点混乱。您应该将输入按值作为__m256 传递给您的函数。

如果它是一个微不足道的函数并且您想确保 GCC 内联它，您可以使用 always_inline 属性声明它以避免任何不必要的加载/存储：

inline __attribute__((always_inline)) __m256 foo(__m256 const input);

【讨论】：

如果你使用always_inline，那么乱用__m256i是没有意义的；只需传递结构。内联的代码将以编译器所能想到的最有效的方式使用它。