SIMD 向量指標和對應類型之間的 Reinterpret_casting 是 C 中未定義的行為嗎？

硬體SIMD向量指標和對應類型之間的reinterpret_casting是未定義的行為嗎？

在C語言中，使用reinterpret_cast轉換浮點數指向 __m256 指標並透過不同的指標類型存取浮點物件會引發對潛在未定義行為的擔憂或違反嚴格的別名規則。

未定義行為

根據ISO C 標準，不同指標類型之間的reinterpret_cast 行為是實現定義的，因此不能保證可跨不同平台或編譯器移植。

May-Alias屬性

但是，英特爾對這些內在函數的實現通常將向量指標類型（如__m256*）定義為具有“may-alias”屬性。這意味著編譯器可以假設 __m256* 可能是其他任何內容的別名，包括其他向量類型或其標量分量。

安全取消引用

As因此，通常認為直接取消引用 __m256* 是安全的，而不需要使用 _mm256_load_ps 等內部函數。這是因為編譯器意識到潛在的別名，並將產生適當的指令來安全地執行操作。

嚴格別名違規

陣列類型和直接存取向量元素會引發對違反 C 中嚴格別名規則的擔憂。 reinterpret_casting 的行為並不 必然違反嚴格的別名規則。 但是，像原始類型一樣存取結果結構體指標。 嚴格的別名規則定義直接存取聯合類型物件的一部分可能會違反 const 正確性，這意味著 const 聯合可能無法直接訪問，並且非 const 聯合可能無法轉換為 const 限定的修改值時鍵入。在這種情況下，只有當您將reinterpret_cast 指標作為浮點指標存取並修改該值時，才會違反嚴格別名。 這是因為 C 中嚴格的別名規則禁止透過不同類型的指針存取對象，如果它可能違反對象的常數正確性。範例中的情況並非如此。

摘要

實際上，在支援 Intel 內在函數的平台上，在硬體 SIMD 向量指標和相應的浮點指標之間使用 reinterpret_cast 是常用的，並且被認為是安全的。然而，值得注意的是，並非所有平台或實作都是如此。請務必參閱您所使用的特定編譯器和平台的文檔，以取得有關正確使用內部函數和類型轉換的指導。

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