如何获取GCC/CLANG生成BMI1指令集中BEXTR指令的编译选项

问题说明 #

你写了这个用于位提取的C++ constexpr模板函数：

template <auto uSTART, auto uLENGTH, typename Tunsigned>
constexpr Tunsigned bit_extract(Tunsigned uInput)
{
    return (uInput >> uSTART) & ~(~Tunsigned(0) << uLENGTH);
}

template unsigned bit_extract<2, 3>(unsigned);

用-std=c++17 -O2 -mbmi编译时，编译器不会生成BMI1指令集里的BEXTR，但换成-std=c++17 -O2 -march=native就可能生成，下面说下能确保生成BEXTR的编译选项。

可行的编译选项组合 #

• 核心要点：-mbmi只是开启BMI1指令集的支持，但编译器还需要明确知道目标CPU支持该指令集，才会生成对应的机器码。单独用-mbmi时，编译器默认针对通用CPU优化，不会主动生成BEXTR这类非通用指令。
• 指定支持BMI1的具体CPU架构：
  • 针对Intel Ivy Bridge及后续CPU：-march=ivybridge
  • 针对AMD Bulldozer及后续CPU：-march=bdver1
  • 也可以用更具体的架构，比如Intel Haswell（-march=haswell）、AMD Zen（-march=znver1），只要目标CPU支持BMI1就行。
• 完整编译命令示例：

  g++ -std=c++17 -O2 -march=ivybridge your_code.cpp
  

  注：指定-march=ivybridge这类参数时，已经包含了BMI1的支持，所以可以不用额外加-mbmi；不过显式加上也不会有问题。

额外说明 #

• march=native是自动检测当前编译机器的CPU，开启所有该CPU支持的指令集，所以能生成BEXTR，但如果是给其他机器编译，不能用这个参数，必须指定目标机器对应的-march。
• 部分编译器版本中，-mbmi配合默认的-mtune=generic不会生成BEXTR，因为generic是为了兼容最广泛的旧CPU，不会引入可能导致旧机器无法运行的指令。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3212436