multescalar-avx.c

/**
 * Este código fue desarrollado en colaboración con ChatGPT
 * Fecha: 05/03/2024
 * Autor: John Sanabria - john.sanabria@correounivalle.edu.co
 */

#include <immintrin.h>  // Esta librer proporciona funciones para operaciones intrínsecas de vectores en C.
#include <stdio.h>  // Esta librería permite operaciones de entrada/salida estándar, como printf y scanf.
#include <assert.h>  // Esta librería proporciona la macro assert, se utiliza para realizar verificaciones en tiempo de ejecución.

#define VECTORSIZE 4  // Define el tamaño del vector como 4.

// Función para realizar la multiplicación de un vector por un escalar utilizando AVX instrucciones
void vectorScalarMultiply(const double* vector, double scalar, double* result, int length) {
    // Asegura que el length sea múltiplo de 4 para un alineamiento adecuado.
    int alignedLength = (length + 3) & ~3;

    // Itera a través del vector en bloques de 4 elementos.
    for (int i = 0; i < alignedLength; i += 4) {
        // Carga el bloque del vector en un registro AVX.
        __m256d vec = _mm256_loadu_pd(vector + i);

        // Transmite el valor escalar a todos los elementos de otro registro AVX.
        __m256d scalarVec = _mm256_broadcast_sd(&scalar);

        // Realiza la multiplicación elemento a elemento.
        __m256d resultVec = _mm256_mul_pd(vec, scalarVec);

        // Almacena el resultado en memoria.
        _mm256_storeu_pd(result + i, resultVec);
    }
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    // Datos de ejemplo.
    int vectorSize;
    double *vector;
    double scalar = 2.0;
    double *result;

    if (argc == 1) {
        vectorSize = VECTORSIZE;
    } else {
        vectorSize = atoi(argv[1]);
    }
    vector = (double*)malloc(sizeof(double)*vectorSize);
    assert(vector != NULL);  // Verifica si la asignación de memoria ha sido exitosa.

    result = (double*)malloc(sizeof(double)*vectorSize);
    assert(result != NULL);  // Verifica si la asignación de memoria ha sido exitosa.

    // Inicializa el vector con algunos valores.
    for (int i = 0; i < vectorSize; ++i) {
        vector[i] = i + 1;  // Llena el vector con valores, comenzando desde 1.
    }

    // Realiza la multiplicación vector-escalar utilizando la función definida anteriormente.
    vectorScalarMultiply(vector, scalar, result, vectorSize);

    // Imprime el resultado.
    #ifdef DEBUG
    printf("Vector Original:\n");
    for (int i = 0; i < vectorSize; ++i) {
        printf("%lf ", vector[i]);  // Imprime los valores del vector original.
    }

    printf("\nEscalar: %lf\n", scalar);  // Imprime el valor del escalar.

    printf("Resultado:\n");
    for (int i = 0; i < vectorSize; ++i) {
        printf("%lf ", result[i]);  // Imprime los valores del vector resultante.
    }
    #endif

    // Libera la memoria asignada dinámicamente.
    free(vector);
    free(result);

    return 0;  // Devuelve 0 para indicar una ejecución exitosa.
}