使用 Rust 自动矢量化

Question

我是 rust/SIMD 新手，我有以下代码片段作为我的程序的瓶颈，我想知道我是否可以利用它的自动向量化功能

fn is_subset(a: Vec<i64>, b: Vec<i64>) -> bool {
    for i in 0..a.len() {
        if (a[i] & !b[i]) != 0 {
            return false;
        }
    }
    true
}

我还有另一种编写方法（使用迭代器，因此可以预先知道行程计数），这会创建自动向量化吗？

fn is_subset(a: Vec<i64>, b: Vec<i64>) -> bool {
    return a.iter().zip(b.iter()).all(|(x, y)| x & y == *x)
}

Answer 1

LLVM（和 GCC）不知道如何自动矢量化无法预先计算行程计数的循环。这排除了像这样的搜索循环。

ICC classic 可以自动向量化此类循环，但它是一个 C/C++ 编译器，没有 Rust 前端。

也许您唯一的希望是手动循环数组的 2、4 或 8 元素块，根据所有这些元素无分支地计算您的条件。如果幸运的话，LLVM 可能会将其转换为一个 SIMD 向量上的操作。因此，在更大的循环中使用该内部循环可能会导致编译器生成矢量化 asm，例如使用 AVX vptest（根据a AND (not b)具有任何非零位的按位设置 CF）。

即针对特定向量宽度手动表达源中 SIMD 元素的“展开”。

相关回复：让编译器使用 x86 自动矢量化ptest：

• 使用向量扩展时让 GCC 生成 PTEST 指令
• 如何自动向量化数组比较函数
• GCC C 向量扩展：如何检查任何逐元素比较的结果是否为真，以及哪个？

如果整个数组足够小，则编译器愿意对整个数组进行无分支缩减（将布尔结果或运算在一起）。如果针对 x86 进行编译，您会希望在循环中出现类似pandn/ 的asm，并在最后进行水平缩减，因此请查看和 的交集中是否设置了任何位poranot b。

i64每个 16 字节向量只有 2 个元素，因此编译器必须找到一个好的策略，以便自动向量化有利可图，尤其是在 64 位机器上。拥有 32 字节向量使其更具吸引力。