告诉C++指针数据是16字节对齐的
告诉C++指针数据是16字节对齐的
提问于 2015-06-17 09:08:43
我用静态数组写了一些代码，它可以很好地向量化。
float data[1024] __attribute__((aligned(16)));我想让数组动态分配。我试着这样做：
float *data = (float*) aligned_alloc(16, size*sizeof(float));但是编译器(GCC 4.9.2)，不再能够向量化代码。我认为这是因为它不知道指针数据是16字节对齐的。我收到的消息如下：
note: Unknown alignment for access: *_43在使用数据之前，我尝试添加这一行，但似乎没有任何作用：
data = (float*) __builtin_assume_aligned(data, 16);使用不同的变量和restrict无济于事：
float* __restrict__ align_data = (float*) __builtin_assume_aligned(data,16);示例：
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define SIZE 1024
#define DYNAMIC 0
#define A16 __attribute__((aligned(16)))
#define DA16 (float*) aligned_alloc(16, size*sizeof(float))
class Test{
public:
int size;
#if DYNAMIC
float *pos;
float *vel;
float *alpha;
float *k_inv;
float *osc_sin;
float *osc_cos;
float *dosc1;
float *dosc2;
#else
float pos[SIZE] A16;
float vel[SIZE] A16;
float alpha[SIZE] A16;
float k_inv[SIZE] A16;
float osc_sin[SIZE] A16;
float osc_cos[SIZE] A16;
float dosc1[SIZE] A16;
float dosc2[SIZE] A16;
#endif
Test(int arr_size){
size = arr_size;
#if DYNAMIC
pos = DA16;
vel = DA16;
alpha = DA16;
k_inv = DA16;
osc_sin = DA16;
osc_cos = DA16;
dosc1 = DA16;
dosc2 = DA16;
#endif
}
void compute(){
for (int i=0; i<size; i++){
float lambda = .67891*k_inv[i],
omega = (.89 - 2*alpha[i]*lambda)*k_inv[i],
diff2 = pos[i] - omega,
diff1 = vel[i] - lambda + alpha[i]*diff2;
pos[i] = osc_sin[i]*diff1 + osc_cos[i]*diff2 + lambda*.008 + omega;
vel[i] = dosc1[i]*diff1 - dosc2[i]*diff2 + lambda;
}
}
};
int main(int argc, char** argv){
Test t(SIZE);
t.compute();
std::cout << t.pos[10] << std::endl;
std::cout << t.vel[10] << std::endl;
}下面是我是如何编译的：
g++ -o test test.cpp -O3 -march=native -ffast-math -fopt-info-optimized当DYNAMIC设置为0时，它会输出：
test.cpp:46:4: note: loop vectorized但是当它被设置为1时，它不会输出任何内容。
回答 1
Stack Overflow用户
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发布于 2015-06-18 08:49:04
编译器不会向量化循环，因为它不能确定动态分配的指针不会彼此产生别名。允许向量化您的示例代码的一个简单方法是传递--param vect-max-version-for-alias-checks=1000选项。这将允许编译器发出所有必要的检查，以查看指针是否真的有别名。
另一个允许您的示例代码向量化的简单解决方案是重命名main，正如Marc Glisse在他的评论中所建议的那样。名为main的函数显然禁用了某些优化。另外，GCC 4.9.2可以跟踪this->foo (和其他指针成员)在compute中的使用情况，追溯到它们在Test()中的分配情况。
但是，我假设除了在名为main的函数中使用您的类之外，还有其他东西阻止了您的代码在实际代码中被矢量化。一种更通用的解决方案是使用restrict关键字和aligned属性，这样就可以在不使用别名或对齐检查的情况下对代码进行矢量化。如下所示：
typedef float __attribute__((aligned(16))) float_a16;
__attribute__((noinline))
static void _compute(float_a16 * __restrict__ pos,
float_a16 * __restrict__ vel,
float_a16 * __restrict__ alpha,
float_a16 * __restrict__ k_inv,
float_a16 * __restrict__ osc_sin,
float_a16 * __restrict__ osc_cos,
float_a16 * __restrict__ dosc1,
float_a16 * __restrict__ dosc2,
int size) {
for (int i=0; i<size; i++){
float lambda = .67891*k_inv[i],
omega = (.89 - 2*alpha[i]*lambda)*k_inv[i],
diff2 = pos[i] - omega,
diff1 = vel[i] - lambda + alpha[i]*diff2;
pos[i] = osc_sin[i]*diff1 + osc_cos[i]*diff2 + lambda*.008 + omega;
vel[i] = dosc1[i]*diff1 - dosc2[i]*diff2 + lambda;
}
}
void compute() {
_compute(pos, vel, alpha, k_inv, osc_sin, osc_cos, dosc1, dosc2,
size);
}noinline属性非常重要，否则内联可能会导致指针失去其限制性和对齐性。在函数参数以外的上下文中，编译器似乎忽略了restrict关键字。
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原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/30880744
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