如何在 C# 中获得 AVX512？ 注意事项

编程问答 2022-05-10

问题描述

我想在 C# 中使用 AVX-512 指令，但我的理解是：不支持它（或者我在互联网上搜索非常糟糕）。所以我决定为它创建我自己的绑定。但是我得到了：

外部组件抛出异常。

我不知道我在这里搞砸了什么。

这是我的 C 代码：

#include <immintrin.h>

__declspec(dllexport) 
__m512i
load_s32(const void *ptr) {
    return _mm512_load_epi32(ptr);
}

使用以下命令编译：

gcc -c decl.c -mavx512f
gcc -shared -o libavx512.dll decl.o -Wl,--out-implib,libavx512.dll.a -mavx512f

在 C# 中，我创建了一个包含以下部分的库：

using System.Runtime.InteropServices;

using S64 = system.int64;

namespace AVX512Sharp
{
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential,Size = 64)]
    public struct M512S32
    {
        public S64 M0;
        public S64 M1;
        public S64 M2;
        public S64 M3;
        public S64 M4;
        public S64 M5;
        public S64 M6;
        public S64 M7;
    }

    public static class AVX512
    {
        [DllImport("libavx512.dll",CallingConvention = CallingConvention.Cdecl,EntryPoint = "load_s32")]
        public extern unsafe static M512S32 LoadS32(void* ptr);
    }
}

在我的测试程序中，我是这样使用它的：

int* mem = stackalloc int[16];
for (int i = 0; i < 16; ++i)
    mem[i] = i * 10;

M512S32 zmm0;
zmm0 = AVX512.LoadS32(mem);

我真的不知道我在这里做错了什么。

注意事项

  • 为了测试绑定是否有效，我删除了 SIMD 函数：
__declspec(dllexport) 
void
load_s32(const void *ptr) {
    return;
}

并且还更新了 AVX512 类：

public static class AVX512
{
    [DllImport("libavx512.dll",EntryPoint = "load_s32")]
    public extern unsafe static void LoadS32(void* ptr);
}

这没有抛出异常。

  • 在第二步中，我尝试在 dll 应用程序中使用 C。也没有任何错误。
  • 还尝试使用额外的属性，例如：-Wl,--export-all-symbols、-Wl,--enable-auto-import。相关文档为 here。

解决方法

我决定为它创建自己的绑定。

你不能。你可以做的最好的事情是，用 C 或 C++ 编写一个使用 AVX512 的 DLL，并从 C# 使用 DLL。如果您尝试从 DLL 中导出单个指令，性能将不会很好，因为内存访问和 pinvoke 开销。相反，您应该用 C 编写更大的功能块。

我真的不知道我在这里做错了什么。

您的 C 函数需要在 rcx 寄存器中输入指针，并在 zmm0 向量寄存器中返回结果。

您的 C# 函数不知道 zmm0。运行时在堆栈上为返回值分配 64 个字节，在 rcx 寄存器中传递返回值缓冲区的地址，在 rdx 寄存器中传递输入指针，并期望函数返回 {{ 中传递的指针1}} 在 rcx 寄存器中。

互操作双方的语言在调用约定上存在分歧，并且您的代码在运行时崩溃。

avxavx512c#c#simd