AltiVec vec_ld() 是否仅适用于 16 字节对齐的变量？答案

【问题标题】：Does the AltiVec vec_ld() work only with 16-byte aligned variables?AltiVec vec_ld() 是否仅适用于 16 字节对齐的变量？
【发布时间】：2013-11-29 10:08:22
【问题描述】：

在 gcc 4.1.2 中，vec_ld() 在 CPU MPC74XX 板上无法正常工作。

float temp[4];
__vector float Src;
Src = (__vector float)vec_ld(0, temp);

但是，如果浮点变量对齐到 16 个字节，它可以正常工作：

float temp[4] __attribute__((aligned(16)));

这是设计的吗？

【问题讨论】：

标签： c simd powerpc altivec

【解决方案1】：

是的，AltiVec 加载和存储需要 16 字节对齐。这在 AltiVec 手册中有很好的记录。

但是，与 SSE 等其他 SIMD 架构不同，请注意，AltiVec 会静默地将未对齐的地址截断到下一个最低 16 字节边界，而不是生成异常，因此您的代码不会崩溃，但如果您尝试在未对齐的地址加载或存储。

在无法避免未对齐加载的情况下，您可以加载两个相邻的对齐向量，然后使用vec_lvsl + vec_perm 创建所需的向量：

float temp[4];
__vector float sr1, src2, src;

src1 = vec_ld(0, temp);
src2 = vec_ld(16, temp);
src = vec_perm(src1, src2, vec_lvsl(0, temp));

【讨论】：

有什么理由不使用src2 = vec_ld(15, temp);？看起来它应该做同样的事情，同时如果temp 是对齐避免潜在的页面错误（访问堆时更多的问题）。
如果 temp 是一个 16 字节的数组。如果温度在页面末尾。不会崩溃吗？
@sunmoon：是的，这在某些情况下是可能的——大多数情况下你可以侥幸逃脱，因为在感兴趣的数据之后通常有有效的内存，因此读取额外的字节不会导致问题，但一般情况下你应该确保第二次读取不会失败。
@PaulR - 如果你有时间可以看看SHA-Intrinsics 中的 POWER8 代码。我们没有看到我们希望的 SHA 性能/改进。任何加快速度的建议都将受到欢迎。
@jww：我希望能帮上忙，但我对 SHA 的东西几乎一无所知——我更像是一个图像处理专家。

【解决方案2】：

顺便说一句，在 Power8 中，他们最终添加了对未对齐加载/存储向量访问的支持。有关详细信息，请参阅Power ISA 2.07 文档的“7.6 VSX 指令集”部分中有关lxvd2x/lxvw4x 和stxvd2x/stxvw4x 指令的信息。

有权访问IBM XL C/C++ Compiler 的用户可以使用vec_xld2() / vec_xlw4() 和vec_xstd2() / vec_xstw4() 内在函数。

从版本“g++ (GCC) 4.10.0 20140419 (experimental)”开始，我不知道 GCC 等价物，但我相信 GCC 的用户可以通过指针取消引用来访问未对齐的内存：

signed int *data;
// ...
vector signed int r = *(vector signed int *)&(data[i]);

【讨论】：

“Power8 他们终于添加了对未对齐加载/存储的支持...” - 我相信是 POWER7，而不是 POWER8。另见vec_xld2，见vec_xlw4 和朋友。