如何以编程方式检查 CPU 上是不是启用了 fused mul add (FMA) 指令？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何以编程方式检查 CPU 上是不是启用了 fused mul add (FMA) 指令？

【英文标题】：How to programmatically check if fused mul add (FMA) instruction are enabled on the CPU?如何以编程方式检查 CPU 上是否启用了 fused mul add (FMA) 指令？

【发布时间】：2019-11-19 10:47:24

【问题描述】：

我想使用 FMA 内部指令 _mm256_fmadd_pd(a, b, c)，但我的代码必须在启用或不启用 FMA 的不同计算机上运行。我不能使用编译时标志。所以我希望能够写出这样的东西：

__m256d a, b, c, x;
bool FMA_Enabled = CheckFMA();

if (FMA_Enabled)

  d = _mm256_fmadd_pd(a, b, c);

else

  x = _mm256_mul_pd(a, b);
  d = _mm256_add_pd(x, c);

我找不到编写函数 CheckFMA() 的方法。有没有办法做到这一点？

我的操作系统是 Windows 10 64 位。

编辑：分支实际上将在函数之外。所以我不会因为每次都检查 FMA 支持而损失性能。

【问题讨论】：

你是说增加的乘法性能优于分支（否则没有必要）？你测量过这个吗？

@lisyarus 不，这没有错。每个 CPU 都有用于特征检测的 API，因此不必输入无效指令。

见***.com/q/6121792/2747962

查看__cpuid Microsoft intrinic 并检查AVX2 和FMA 函数。

@DanielsaysreinstateMonica：_mm256_fmadd_pd 只需要 AVX 和 FMA3 功能位，而不需要 AVX2。您不想不必要地排除 AMD Piledriver/Steamroller。从技术上讲，您需要检查操作系统是否支持 AVX（以及 CPU），但 Windows 程序可能能够假定非古代 Windows。真的只需要检查 FMA3 功能位；它暗示了 AVX，因为这就是它的编码方式。 （与 AMD 放弃的 FMA4 功能相反）

【参考方案1】：

我使用 __cpuid 通过修改 microsoft 代码来编写我的函数。非常感谢大家的帮助。

#include <intrin.h>
#include <vector>
#include <bitset>
#include <array>

bool CheckFMA()

    std::array<int, 4> cpui;
    std::bitset<32> ECX;
    int nIds;
    bool fma;

    __cpuid(cpui.data(), 0);
    nIds = cpui[0];

    if (nIds < 1)
    
        return false;
    

    __cpuidex(cpui.data(), 1, 0);
    ECX = cpui[2];

    return ECX[12];

【讨论】：

您不需要在循环中调用cpuid 来枚举所有可能的输出。您只需要在if(nIds_ >= 1) 中使用__cpuidex(cpui.data(), 1, 0) 即可获得您读过的一页。这对性能来说并不是一个巨大的灾难，例如Ice Lake only has 0x1B "basic" / 低编号 CPUID 留待枚举。所以它不会让启动需要额外的毫秒。

@PeterCordes。是的，谢谢。我将在我的帖子中更正这一点。

不要把笨重的版本留在答案中，只显示好的版本。或者至少把它放在第一位。编辑以创建您应该首先发布的答案；如果有人想看，编辑历史就在那里。

顺便说一句，理论上（如果您的代码可能在古老的操作系统下运行），您需要检查操作系统对 AVX 的支持是否已启用。 Which versions of Windows support/require which CPU multimedia extensions?。操作系统必须在 CPU 中设置一个位以使它们不会出错。 （这避免了在不知道新架构状态的操作系统上的上下文切换上损坏的 AVX 上半部分的故障模式。）

【参考方案2】：

哪个操作系统？运行 linux，您可以检查 /proc/cpuinfo，例如fma 标志

使用 Windows 看看https://docs.microsoft.com/en-us/sysinternals/downloads/coreinfo 使用了GetLogicalProcessorInformation 函数

【讨论】：

我忘了指定操作系统：它是 windows 10 64 位。

直接使用cpuid 不会比其中任何一个更容易（而且更快）吗？

我认为 cpuid 是正确的方法。非常感谢