C++指针数据是16字节对齐的?

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我用静态数组编写了一些代码,它可以很好地向量化。

float data[1024] __attribute__((aligned(16)));

我想使数组动态分配。我试过这样做:

float *data = (float*) aligned_alloc(16, size*sizeof(float));

但是编译器(gcc 4.9.2)不再能够将代码向量化。我认为这是因为它不知道指针数据是16字节对齐的。我收到的信息如下:

note: Unknown alignment for access: *_43

在使用数据之前,我尝试过添加这一行,但它似乎没有做任何事情:

data = (float*) __builtin_assume_aligned(data, 16);

使用不同的变量restrict没有帮助:

float* __restrict__ align_data = (float*) __builtin_assume_aligned(data,16);

例子:

#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;
}

以下是我正在编写的内容:

g++ -o test test.cpp -O3 -march=native -ffast-math -fopt-info-optimized

何时DYNAMIC设置为0,它的产出:

test.cpp:46:4: note: loop vectorized

但是当它被设置为1它什么也不输出。

提问于
用户回答回答于

编译器没有对循环进行矢量化,因为它不能确定动态分配的指针之间没有别名。允许将示例代码向量化的一种简单方法是传递--param vect-max-version-for-alias-checks=1000选择。这将允许编译器发出所有必要的检查,以查看指针是否实际别名。

另一个让您的示例代码被向量化的简单解决方案是重命名。

但是,我假设在一个名为main防止代码在真实代码中被向量化。允许代码在不进行混叠或对齐检查的情况下向量化的一个更通用的解决方案是使用restrict关键字和aligned属性。就像这样:

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);
}

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