Ist die Neuinterpretation eines SIMD-Vektorzeigers als undefiniertes Verhalten eines anderen Typs in C?

Neuinterpretation zwischen SIMD-Vektorzeiger und entsprechendem Typ als undefiniertes Verhalten

Die gestellte Frage untersucht, ob die Verwendung von reinterpret_cast<__m256*> zulässig ist ;(&(stack_store[0])) um einen float* neu zu interpretieren als a __m256* und greifen Sie über diesen anderen Zeigertyp auf Float-Objekte zu. Anschließend wird untersucht, ob diese Praxis gegen strenge Aliasing-Regeln verstößt oder ein undefiniertes Verhalten (UB) im Kontext der C-Sprachstandards darstellt.

Adressierung von undefiniertem Verhalten

Der Konsens besteht darin ISO C definiert das Verhalten von __m256-Typen nicht explizit. Bei der Untersuchung der internen Funktionen von Intel für diese Vektortypen wird jedoch deutlich, dass sie es ermöglichen, Vektorzeiger wie __m256* mit jedem anderen Zeigertyp zu aliasen, ähnlich dem Verhalten von char* in ISO C. Folglich gilt es als sicher, ein __m256* zu dereferenzieren, anstatt ausgerichtete Last-Intrinsics wie _mm256_load_ps() zu verwenden.

Strikte Aliasing-Bedenken

Darüber hinaus ist das Aliasing-Verhalten von __m256* verstößt nicht gegen die strengen Aliasing-Regeln von C [basic.lval]/11. Striktes Aliasing verbietet den Zugriff auf ein Objekt über einen Zeiger eines anderen Typs, aber in diesem Fall sind Vektorzeiger wie __m256* ausdrücklich so gekennzeichnet, dass sie alles andere aliasen können, einschließlich Skalartypen und anderer Vektortypen.

Zugriff auf Vektorelemente

Während es sicher ist, a zu dereferenzieren __m256* auf Vektorelemente zuzugreifen, der Versuch, einen __m256-Vektor als Array von Skalaren zu behandeln (z. B. mithilfe eines Indexierungsoperators wie hwvec1[0] ) oder Skalarwerte direkt Vektorelementen zuzuweisen, gilt als undefiniertes Verhalten. Um einzelne Vektorelemente zu manipulieren, wird empfohlen, entweder Shuffle-Intrinsics (_mm_shuffle_epi16 / _mm_shuffle_epi8/32/64), Insert-/Extract-Intrinsics (_mm_insert_epi16 / _mm_extract_epi16) oder die entsprechende GNU-C-Vektorsyntax (z. B. v[3] = 1,25) zu verwenden ).

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