如何在GCC/Clang中检测GNU C SIMD向量扩展类型

实现方案 #

方案1：优先使用编译器内置检测（推荐） #

GCC 4.7+、Clang 3.0+均原生支持__builtin_is_vector_type内置函数，可直接判断目标类型是否为GNU SIMD向量扩展类型，实现非常简洁：

#include <type_traits>

template<typename T>
struct is_vector : std::bool_constant<__builtin_is_vector_type(typename std::remove_cv<T>::type)> {};

// 辅助变量模板，适配SFINAE调用场景
template<typename T>
constexpr bool is_vector_v = is_vector<T>::value;

注：C++14及以上标准可将typename std::remove_cv<T>::type简化为std::remove_cv_t<T>。

该方案无需手动特化任何类型，支持任意位宽、任意基础元素类型的向量扩展，可直接在SFINAE上下文通过is_vector<T>::value或is_vector_v<T>判断类型属性。

方案2：兼容老版本编译器的SFINAE实现 #

如果需要兼容不支持__builtin_is_vector_type的老旧编译器，可以基于双编译器共同支持的__builtin_convertvector内置函数，通过表达式SFINAE实现检测：

#include <type_traits>

namespace detail {
template<typename T>
struct is_gnu_vector_check {
private:
    // 仅向量类型可被__builtin_convertvector处理
    template<typename U>
    static auto test(int) -> decltype(
        __builtin_convertvector(std::declval<U>(), typename std::remove_cv<U>::type::value_type[1]),
        std::true_type{}
    );
    template<typename U>
    static std::false_type test(...);
public:
    static constexpr bool value = decltype(test<T>(0))::value && !std::is_array<T>::value;
};
}

template<typename T>
struct is_vector : std::bool_constant<detail::is_gnu_vector_check<typename std::remove_cv<T>::type>::value> {};

template<typename T>
constexpr bool is_vector_v = is_vector<T>::value;

原理是__builtin_convertvector仅接受向量类型作为输入参数，尝试将输入类型转换为同元素类型、长度为1的向量，如果表达式合法即可判定为向量类型，额外排除原生数组的误判场景。

测试用例 #

可通过以下静态断言验证实现正确性：

// 定义测试用向量类型
using v4int = int __attribute__((vector_size(16)));
using v8short = short __attribute__((vector_size(16)));
using v2double = double __attribute__((vector_size(16)));

static_assert(is_vector_v<v4int> == true);
static_assert(is_vector_v<v8short> == true);
static_assert(is_vector_v<v2double> == true);
static_assert(is_vector_v<int> == false);
static_assert(is_vector_v<int[4]> == false);
static_assert(is_vector_v<float> == false);

所有测试用例均可在GCC/Clang编译环境下通过校验。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shaggi