如何在使用内置变量后强制转换为无符号向量类型_*

要么你用石膏 -flax-vector-conversions 或者使用联合类型来表示向量寄存器并显式处理该联合类型。GCC明确支持这种类型的punning。

例如,您可以声明 msa128 类型,

typedef union __attribute__ ((aligned (16))) {
    v2u64   u64;
    v2i64   i64;
    v2f64   f64;
    v4u32   u32;
    v4i32   i32;
    v4f32   f32;
    v8u16   u16;
    v8i16   i16;
    v16u8   u8;
    v16i8   i8;
} msa128;

然后让您的代码在 MSA128 类型。您的示例程序可以编写为

    uint32_t a[4] = { 64, 128, 256, 512 };
    uint32_t b[4] = { 1024, 2048, 4096, 8192 };
    uint32_t c[4];
    msa128   va, vb, vc;

    va.i32 = __builtin_msa_ld_w(a, 0);
    vb.i32 = __builtin_msa_ld_w(b, 0);
    vc.u32 = __builtin_msa_adds_u_w(va.u32, vb.u32);
    __builtin_msa_st_w(vc.i32, c, 0);

显然,记住需要使用的确切类型会变得非常烦人,因此一些静态内联帮助器函数肯定会很方便:

static inline msa128  msa128_load64(const void *from, const int imm)
{ return (msa128){ .i64 = __builtin_msa_ld_d(from, imm); } }

static inline msa128  msa128_load32(const void *from, const int imm)
{ return (msa128){ .i32 = __builtin_msa_ld_w(from, imm); } }

static inline msa128  msa128_load16(const void *from, const int imm)
{ return (msa128){ .i16 = __builtin_msa_ld_h(from, imm); } }

static inline msa128  msa128_load8(const void *from, const int imm)
{ return (msa128){ .i8  = __builtin_msa_ld_b(from, imm); } }

static inline void  msa128_store64(const msa128 val, void *to, const int imm)
{ __builtin_msa_st_d(val.i64, to, imm); }

static inline void  msa128_store32(const msa128 val, void *to, const int imm)
{ __builtin_msa_st_w(val.i32, to, imm); }

static inline void  msa128_store16(const msa128 val, void *to, const int imm)
{ __builtin_msa_st_h(val.i16, to, imm); }

static inline void  msa128_store8(const msa128 val, void *to, const int imm)
{ __builtin_msa_st_b(val.i8, to, imm); }

例如,binary and、or、nor和xor操作是

static inline msa128  msa128_and(const msa128 a, const msa128 b)
{ return (msa128){ .u8 = __builtin_msa_and_v(a, b) }; }

static inline msa128  msa128_or(const msa128 a, const msa128 b)
{ return (msa128){ .u8 = __builtin_msa_or_v(a, b) }; }

static inline msa128  msa128_nor(const msa128 a, const msa128 b)
{ return (msa128){ .u8 = __builtin_msa_nor_v(a, b) }; }

static inline msa128  msa128_xor(const msa128 a, const msa128 b)
{ return (msa128){ .u8 = __builtin_msa_xor_v(a, b) }; }

创建一些宏来表示数组形式的向量可能不会有什么影响:

#define  MSA128_U64(...)  ((msa128){ .u64 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_I64(...)  ((msa128){ .i64 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_F64(...)  ((msa128){ .f64 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_U32(...)  ((msa128){ .u32 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_I32(...)  ((msa128){ .i32 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_F32(...)  ((msa128){ .f32 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_U16(...)  ((msa128){ .u16 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_I16(...)  ((msa128){ .i16 = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_U8(...)   ((msa128){ .u8  = { __VA_ARGS__ }})
#define  MSA128_I8(...)   ((msa128){ .i8  = { __VA_ARGS__ }})

我建议使用这种特定于GCC的方法的原因是,不管怎样,内置组件都是特定于GCC的。除了union类型外,它非常接近gcc在 <immintrin.h> .

这里有一个C和C++都可以使用的替代方案。它执行一个 memcpy 在寄存器变量上。内联函数借用arm neon支持。ARM为氖矢量提供了投射,比如 vreinterpretq_u64_u8 . 这个 inline 在功能上需要C99。

#include <msa.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

inline v4i32 reinterpretq_i32_u32(const v4u32 val) {
    v4i32 res;
    memcpy(&res, &val, sizeof(res));
    return res;
}

inline v4u32 reinterpretq_u32_i32(const v4i32 val) {
    v4u32 res;
    memcpy(&res, &val, sizeof(res));
    return res;
}

#define ALIGN16 __attribute__((aligned(16)))

int main(int argc, char* argv[])
{
    ALIGN16 uint32_t a[] = {64, 128, 256, 512};
    ALIGN16 uint32_t b[] = {1024, 2048, 4096, 8192};
    ALIGN16 uint32_t c[4];

    v4u32 va = reinterpretq_u32_i32(__builtin_msa_ld_w (a, 0));
    v4u32 vb = reinterpretq_u32_i32(__builtin_msa_ld_w (b, 0));

    v4u32 vc = __builtin_msa_adds_u_w (va, vb);
    __builtin_msa_st_w (reinterpretq_i32_u32(vc), c, 0);

    return 0;
}

和编译 -O3 (它是干净的) -Wall -Wextra ):

MSA$ mips-img-linux-gnu-gcc.exe -O3 -mmsa test.c -c
MSA$

拆卸看起来像是通过了嗅探测试:

MSA$ mips-img-linux-gnu-objdump.exe --disassemble test.o

test.o:     file format elf32-tradbigmips

Disassembly of section .text:

00000000 <main>:
   0:   27bdffc8        addiu      sp,sp,-56
   4:   3c020000        lui        v0,0x0
   8:   24420000        addiu      v0,v0,0
   c:   78001062        ld.w       $w1,0(v0)
  10:   3c020000        lui        v0,0x0
  14:   24420000        addiu      v0,v0,0
  18:   78001022        ld.w       $w0,0(v0)
  1c:   79c10010        adds_u.w   $w0,$w0,$w1
  20:   7802e826        st.w       $w0,8(sp)
  24:   93a2000b        lbu        v0,11(sp)
  28:   03e00009        jr         ra
  2c:   27bd0038        addiu      sp,sp,56

为了完整性,GCC 6.3.0:

MSA$ mips-img-linux-gnu-gcc.exe --version
mips-img-linux-gnu-gcc.exe (Codescape GNU Tools 2017.10-05 for MIPS IMG Linux) 6.3.0
Copyright (C) 2016 Free Software Foundation, Inc.