NASM ctypes SIMD - 如何访问返回给 ctypes 的 128 位数组？

Question

我有一个由 ctypes 调用的 NASM 64 dll。该程序将两个 64 位整数相乘并返回一个 128 位整数，因此我使用的是 xmm SIMD 指令。它循环 10,000 次并将其结果存储在 malloc 创建的内存缓冲区中。

这是执行 SIMD 计算的 NASM 代码部分：

cvtsi2sd xmm0,rax
mov rax,[pcalc_result_0]
cvtsi2sd xmm1,rax
PMULUDQ xmm0,xmm1

lea rdi,[rel s_ptr] ; Pointer
mov rbp,qword[rdi]
mov rcx,[s_ctr]
;movdqa [rbp + rcx],xmm0
movdqu [rbp + rcx],xmm0
add rcx,16

movdqa 指令不起作用（程序崩溃，即使它是使用 align=16 指令汇编的）。 movdqu 指令确实有效，但是当我将数组返回到 ctypes 时，我需要将返回指针转换为 128 位，但是没有 128 位 ctypes 数据类型。这是 ctypes 代码的相关部分：

CallName.argtypes = [ctypes.POINTER(ctypes.c_double)]
CallName.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_int64)

n0 = ctypes.cast(a[0],ctypes.POINTER(ctypes.c_int64))
n0_size = int(a[0+1] / 8)
x0 = n0[:n0_size]

其中 x0 是转换为可用形式的返回数组，但不是 128 位。

Handling 128-bit integers with ctypes 有一篇文章处理传入但不传出的 128 位数组。

我的问题是：

-- 我应该使用 movdqa 或 movdqu 以外的指令吗？在众多 SIMD 指令中，这些似乎是最合适的。

-- Python 可以处理任意大小的整数，但显然 ctypes 不能。当没有大于 64 位的 ctypes 大小时，有什么方法可以使用 ctypes 中的 128 位整数？

Answer 1

您可以生成包含表示 128 位整数的 16 个字节的字节数组，并在字节格式之间进行转换。这可能没有对齐，因此您应该使用movdqu。我会使用输入/输出参数而不是返回值，这样 Python 就可以管理内存：

>>> import ctypes
>>> value = 0xaabbccddeeff
>>> int128 = ctypes.create_string_buffer(value.to_bytes(16,'little',signed=True))
>>> int128
<ctypes.c_char_Array_17 object at 0x000001ECCB1D41C8>
>>> int128.raw
b'\xff\xee\xdd\xcc\xbb\xaa\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'

（注意：缓冲区以空值结尾，这就是为什么它是 17 个字节）

将此可写缓冲区传递给您的函数，该函数可以将结果写回同一个缓冲区。返回时使用以下内容转换回 Python 整数：

>>> hex(int.from_bytes(int128.raw[:16],'little',signed=True))
'0xaabbccddeeff'