AVX2 收集指令使用详情

Question

我正在尝试了解 AVX2 intel intrinsic 的收集功能。

根据官方文档Link，函数定义为，

__m256i _mm256_i32gather_epi32 (int const* base_addr, __m256i vindex, const int scale)

Gather 32-bit integers from memory using 32-bit indices. 32-bit elements are loaded from addresses starting at base_addr and offset by each 32-bit element in vindex (each index is scaled by the factor in scale). Gathered elements are merged into dst. scale should be 1, 2, 4 or 8.

因此，根据我的理解，它返回一个 __m256i 向量，其中填充了数组中的 8 个整数，其基索引为 base_addr，来自填充在 vindex 中的索引 (8)。如果提到任何scale，那么它也会成倍增加。现在，为了测试理解我写了一段代码，

#include<stdio.h>
#include <immintrin.h>
int main()
{
    __m256i var, ind_intel;
    int * arr = (int *) aligned_alloc(sizeof(__m256i), sizeof(int) * 64);
    int * out = (int *) aligned_alloc(sizeof(__m256i), sizeof(int) * 8);
    int * ind = (int *) aligned_alloc(sizeof(__m256i), sizeof(int) * 8);
    int i;
    ind[0] = 0;ind[1] = 2;ind[2] = 4;ind[3] = 6;ind[4] = 8;ind[5] = 10;ind[6] = 12;ind[7] = 14;
    ind_intel = _mm256_load_si256((__m256i *)&ind[0]);
    for(i=0;i<64;i++)
        arr[i] = i;
    var = _mm256_i32gather_epi32(arr,ind_intel,1);
    _mm256_store_si256((__m256i *)&out[0], var);
    for(i=0;i<8;i++)
        printf("%d ",out[i]);
    return 0;
}

现在，__m256i 变量 ind_intel 获取索引为 0,2,..,14。主数组arr 加载有0,1,..,63。因此，gather 应该将数据加载为arr[0],arr[2],..,arr[14]。但它正在打印价值，

0 65536 1 131072 2 196608 3 262144

当然，我错过了一些大事。但是我找不到任何网站或文件清楚地提到收集的用法。他们每个人都重复了与官方文档相同的描述。任何人都可以解释代码中的问题并理解吗？

注意该代码仅用于测试目的。

Answer 1

vindex 中的偏移量以字节为单位。因此，您从地址 {arr, arr+2, arr+4, ...} 收集 32 位整数值。要么将这些索引从 {0,2,4...} 更改为 {0,8,16,...}，要么将比例因子更新为：

var = _mm256_i32gather_epi32(arr,ind_intel, 4 ); // 1 -> 4

这会打印出预期值。

我更喜欢第二种选择，即更新比例因子。基本上它的目的是——允许vindex 中的索引具有相对于数据字节大小的逻辑偏移值，而不是字节偏移值。