如何在C#中获取AVX512？

我想用C#中的

AVX-512

指令，但我的理解是：没有对它的支持（或者我在互联网上搜索的能力非常差）。所以我决定为它创建自己的绑定。然而，我得到：

外部组件引发了异常

我不知道我把这里搞砸了

这是我的

C

代码：

#包括
__declspec（dllexport）
__m512i
荷载s32（const void*ptr）{
返回mm512加载epi32（ptr）；
}

它是使用以下命令编译的：

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

在

C#

中，我创建了一个库，其中包含以下部分：

使用System.Runtime.InteropServices；
使用S64=System.Int64；
名称空间AVX512Sharp
{
[StructLayout（LayoutKind.Sequential，Size=64）]
公共结构M512S32
{
公共S64 M0；
公共S64 M1；
公共建筑面积64平方米；
公共供水64立方米；
公共S64 M4；
公共S64 M5；
公共S64 M6；
公共S64 M7；
}
公共静态类AVX512
{
[DllImport（“libavx512.dll”，CallingConvention=CallingConvention.Cdecl，EntryPoint=“load_s32”）]
公共外部不安全静态M512S32荷载32（无效*ptr）；
}
}

在我的测试程序中，我是这样使用它的：

int*mem=stackalloc int[16]；
对于（int i=0；i<16；++i）
mem[i]=i*10；
M512S32-zmm0；
zmm0=AVX512.载荷32（mem）；

我真的不知道我做错了什么

笔记

• 要测试绑定工作是否已删除SIMD函数，请执行以下操作：

\u declspec（dllexport）
无效的
荷载s32（const void*ptr）{
返回；
}

并且还更新了

AVX512

类：

公共静态类AVX512
{
[DllImport（“libavx512.dll”，EntryPoint=“load_s32”）]
公共外部不安全静态无效荷载32（无效*ptr）；
}

这没有引发异常

• 在第二步中，我尝试在

  C

  应用程序中使用

  dll

  。也没有任何错误
• 还尝试使用其他属性，例如：

  -Wl，--export all symbol

  ，

  -Wl，--enable auto import

  。相关文件为

我决定为它创建自己的绑定

你不能。最好的事情，你可以做，而写一个DLL在C或C++使用AVX512，并消耗DLL从C。如果您试图从DLL中导出单个指令，性能将不好，因为内存访问和pinvoke开销。相反，您应该用C编写更大的功能

我真的不知道我做错了什么

您的C函数期望输入指针位于

rcx

寄存器中，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，并期望函数在

rax

寄存器中返回在

rcx

中传递的指针

---

interop两侧的语言对调用约定不一致，代码在运行时崩溃。

调试的第一步应该是从非托管DLL中删除AVX特定部分，以确保已正确设置interop内容。如果可行，那么在非托管上下文中使用非托管DLL以确保其基本正确。如果在所有这些之后，它仍然不起作用，那么你就知道你有一个实际的C#问题。@jdweng它不是必需的，但是我尝试了它，但它不起作用（还有一个“默认”

struct

不能为空）。我建议基于x64构建库和应用程序（而不是任何CPU），并使用Fastcall调用约定。Cdecl是x86约定，不适用于x64@jdweng:Correction，

\u mm512\u load\u epi32

必须是64字节对齐，而不是64位；这是

\u mm512\u load\u si512

的一个愚蠢的替代名称，我建议永远不要使用它。(). 只有在进行屏蔽加载时才使用_epi32版本，因为这样元素大小才有意义。对于未对齐的加载，请使用

loadu

而不是

load

，但请注意，对齐对于512位向量的性能更为重要：每个未对齐的向量都是缓存线分割，速度更慢。@PeterCordes是的，我机器上的CPU不支持AVX512。在多台机器上工作有它的缺点。（而且，querent显然把他们的机器搞混了（？）而且，这也没什么帮助。C函数中的非法指令错误，所以它在返回之前就崩溃了。但是，是的，包装单个指令对于性能来说是不可能的，即使你正确地执行了调用约定。）@Soons我正试图复制MS对

AVX2

所做的操作。我使用

ILSpy

查看了他们的代码，他们在那里使用了类似的结构。我确实从互操作函数调用中获得了数据（在修复了调用转换之后），但你是对的：这里的性能不会完美（甚至不好）。另外

.NET5

引入了“本机函数指针”（）。有人能用它们来改善那里的开销吗？@Hrant你在ILSpy中看到的只是故事的高级部分。注意

Vector256

结构在CIL中用

[固有]

属性标记。NET运行时知道如何正确处理这些类型：将它们保存在这些向量寄存器中（如果是32字节的AVX向量，它们被命名为

ymm0

to

ymm15

），当它们在内存中时，尽可能按32字节对齐，运行时不支持AVX512，将您的<代码> M512S32 < /C>作为一种常规结构类型，而不是作为一个本地向量。@如果您不想等待，请在C++中实现您的性能关键函数并使用DLIMPORT。不要导出单个指令，而是导出更大的函数，这些函数将数据从内存流式传输到内存