带有 mm_cmpeq_epi8_mask 的非法指令

Question

我正在尝试运行类似于以下的代码

#include <immintrin.h>
void foo() {
    __m128i a = _mm_set_epi8 (0,0,6,5,4,3,2,1,8,7,6,5,4,3,2,1);
    __m128i b = _mm_set_epi8 (0,0,0,0,0,0,0,1,8,7,6,5,4,3,2,1);
    __mmask16 m = _mm_cmpeq_epi8_mask(a,b); // supposedly requires avx512vl and avx512bw
    std::cout<<m<<std::endl;
}
void bar() {
    int dataa[8] = {1,0,1,0,1,0,1,0};
    __m256i points = _mm256_lddqu_si256((__m256i *)&dataa[0]); // requires just mavx
    (void)points;
}

但是，我一直遇到错误Illegal instruction (core dumped)

我用

编译代码

g++ -std=c++11 -march=broadwell -mavx -mavx512vl -mavx512bw tests.cpp

根据 Intel 的内部文档，这些标志应该足以同时运行 foo 和 bar。但是，当 foo 或 bar 运行时，我会收到相同的错误消息。

但是，如果我删除foo，并在没有-mavx512vl 的情况下编译，我可以顺利运行bar。

我已经检查过我的 CPU 支持 mno-avx512vl 和 mno-avx512bw 标志，所以它应该支持 mavx512vl 和 mavx512bw 对吧？

我必须包含哪些标志才能运行这两个函数？还是我错过了什么？

Answer 1

恐怕你确定CPU能力的方法不是 非常可靠。您的 gcc 编译器支持 AVX-512 的事实并不意味着 你的 CPU 支持 AVX-512。

在 Linux 命令行输入 more /proc/cpuinfo 并检查标志 查看您的 CPU 支持哪些指令集。

在 Windows 上：1. 打开设置，2. 单击系统，3. 单击关于。 这将显示处理器类型。谷歌 intel ark 'processor type' 例如谷歌intel ark core i3 7100。 然后点击processor page on the Intel website 的链接并检查Advanced Technologies -> 指令集扩展项。

支持多种级别的 AVX-512。 AVX-512_BW AVX-512_VL 是支持 AVX-512 的处理器的标准配置，除非您使用的是 Knights Landing 或 Mill 处理器。请参阅https://en.wikipedia.org/wiki/AVX-512#CPUs_with_AVX-512 或https://en.wikichip.org/wiki/x86/avx-512#Implementation。

Answer 2

用gcc -march=native编译。如果你得到编译错误，你的源代码试图使用你的 CPU 不支持的东西。

相关：Getting Illegal Instruction while running a basic Avx512 code

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我已经检查过我的 cpu 支持 mno-avx512vl 和 mno-avx512bw 标志，所以它应该支持 mavx512vl 和 mavx512bw 对吧？

这与 GCC 选项的工作方式相反。

-mno-avx512vl disables -mavx512vl 如果之前有任何选项（例如 -march=skylake-avx512 或 -mavx512vl 单独设置）。

-march=broadwell 不启用 AVX512 指令，因为 Broadwell CPU 无法在本机运行它们。所以-mno-avx512vl 在g++ -std=c++11 -march=broadwell -mavx ... 结尾处的效果完全为零

许多选项都有以“-f”或“-W”开头的长名称——例如，-fmove-loop-invariants、-Wformat 等等。 大部分都有正反两种形式； -ffoo 的否定形式是 -fno-foo。 本手册仅记录这两种形式中的一种，以非默认形式为准。

来自 GCC 手册，section 3: Invoking GCC 3 的介绍部分

（-m 选项遵循与 -f 和 -W 长选项相同的约定。）

foo 与 no-foo 的这种风格并不是 GCC 独有的；这很常见。

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使用-mavx512vl 编译后出现_mm256_lddqu_si256 错误

GCC 是愚蠢的，它对负载使用 EVEX 编码（可能是vmovdqu64）而不是更短的 VEX 编码。但是你告诉它AVX512VL是可用的，所以这只是一个优化问题，而不是正确性。

如果你确实编译了只启用了 AVX 的函数，它当然只会使用 AVX 指令。

Answer 3

对于英特尔的 ISA，一般规则是后者架构是前者的超集。由于 AVX512 是您提到的最新版本，因此您不必使用 -mavx。使用 -march=broadwell 是没有用的，因为您无法针对没有 AVX512 ISA 的 CPU 进行优化。

你的命令行应该是这样的

g++ -std=c++11 -march=skylake-avx512 tests.cpp

此外，“我的 CPU 支持那些编译器标志”的说法很奇怪。我想你的意思是“我用这些标志构建的代码在我的 CPU 上运行”，但正如已经提到的那样，no 前缀意味着 NO 为这样的 ISA 生成代码。

所以，您的编译器标志很好，只是您的 CPU 不支持所需的 ISA。