AltiVec에 MMX/SSE 명령어 포팅하기

Question

내가 이것에 머리말을 붙이겠습니다. 나는 ASM에 대한 경험이 극히 제한되어 있으며, SIMD에 대한 경험은 매우 적습니다.

그러나 나는 다음과 같은 MMX/SSE 내가 PPC/셀 프로세서에서 사용하기 위해 알티 벡 지침에서 포트에 싶으면, 최적화 된 코드를 가지고 발생합니다.

이것은 아마 큰 ..이 코드 몇 줄을 비록, 내가 여기에 무슨 일이 해결하려고 노력 문제의 끝이 없었습니다 부탁드립니다.

원래 기능 :

static inline int convolve(const short *a, const short *b, int n) 
{ 
    int out = 0; 
    union { 
     __m64 m64; 
     int i32[2]; 
    } tmp; 
    tmp.i32[0] = 0; 
    tmp.i32[1] = 0; 
    while (n >= 4) { 
     tmp.m64 = _mm_add_pi32(tmp.m64, 
           _mm_madd_pi16(*((__m64 *)a), 
              *((__m64 *)b))); 
     a += 4; 
     b += 4; 
     n -= 4; 
    } 
    out = tmp.i32[0] + tmp.i32[1]; 
    _mm_empty(); 

    while (n --) 
     out += (*(a++)) * (*(b++)); 
    return out; 
} 

나는이를 다시 작성하는 방법에 대한 모든 팁은 알티 벡 지침을 사용할 수 있나요?

내 첫 번째 시도 (매우 잘못된 시도는) 다음과 같이 보입니다 .. 그러나 그것은 완전히 (또는 원격으로) 올바른 아니에요.

static inline int convolve_altivec(const short *a, const short *b, int n) 
{ 
    int out = 0; 
    union { 
     vector unsigned int m128; 
     int i64[2]; 
    } tmp; 

    vector unsigned int zero = {0, 0, 0, 0}; 

    tmp.i64[0] = 0; 
    tmp.i64[1] = 0; 
    while (n >= 8) { 
     tmp.m128 = vec_add(tmp.m128, 
           vec_msum(*((vector unsigned short *)a), 
              *((vector unsigned short *)b), zero)); 

     a += 8; 
     b += 8; 
     n -= 8; 
    } 
    out = tmp.i64[0] + tmp.i64[1]; 
#endif 
    while (n --) 
     out += (*(a++)) * (*(b++)); 
    return out; 
} 

Answer 1

당신은 멀리 아니에요 - 나는 코드를 조금 정리, 몇 가지 사소한 문제가 고정 된 테스트 장치를 추가하고 확인을 지금 작동하는 것 같다 :

#include <assert.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <altivec.h> 

static int convolve_ref(const short *a, const short *b, int n) 
{ 
    int out = 0; 
    int i; 

    for (i = 0; i < n; ++i) 
    { 
     out += a[i] * b[i]; 
    } 

    return out; 
} 

static inline int convolve_altivec(const short *a, const short *b, int n) 
{ 
    int out = 0; 
    union { 
     vector signed int m128; 
     int i32[4]; 
    } tmp; 

    const vector signed int zero = {0, 0, 0, 0}; 

    assert(((unsigned long)a & 15) == 0); 
    assert(((unsigned long)b & 15) == 0); 

    tmp.m128 = zero; 

    while (n >= 8) 
    { 
     tmp.m128 = vec_msum(*((vector signed short *)a), 
          *((vector signed short *)b), tmp.m128); 

     a += 8; 
     b += 8; 
     n -= 8; 
    } 

    out = tmp.i32[0] + tmp.i32[1] + tmp.i32[2] + tmp.i32[3]; 

    while (n --) 
     out += (*(a++)) * (*(b++)); 

    return out; 
} 

int main(void) 
{ 
    const int n = 100; 

    vector signed short _a[n/8 + 1]; 
    vector signed short _b[n/8 + 1]; 

    short *a = (short *)_a; 
    short *b = (short *)_b; 

    int sum_ref, sum_test; 

    int i; 

    for (i = 0; i < n; ++i) 
    { 
     a[i] = rand(); 
     b[i] = rand(); 
    } 

    sum_ref = convolve_ref(a, b, n); 
    sum_test = convolve_altivec(a, b, n); 

    printf("sum_ref = %d\n", sum_ref); 
    printf("sum_test = %d\n", sum_test); 

    printf("%s\n", sum_ref == sum_test ? "PASS" : "FAIL"); 

    return 0; 
} 

Answer 2

(경고 : 내 알티 벡 경험의 모든 박스 360/PS3 작업에서 온다 - 나는 그들이 다른 알티 벡 플랫폼에서 얼마나 다양한 모르겠어요).

먼저 포인터 정렬을 확인해야합니다. 대부분의 벡터로드 (및 저장) 조작은 16Y이트 정렬 주소에서 이루어집니다. 그렇지 않은 경우 대개 경고없이 계속 진행되지만 예상 한 데이터를 얻지 못합니다.

것이 가능 (하지만 느린)의 정렬되지 않은로드를 할 수 있지만, 당신은 기본적으로 데이터 이전과 이후 조금 읽고 그들을 결합해야합니다. Apple's Altivec page을 참조하십시오. 또한 lvlx 및 lvrx로드 명령어를 사용한 다음 OR 연산을 수행하기 전에이 작업을 수행했습니다.

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다음은 사용자의 곱셈과 덧셈이 같은지 확실하지 않습니다. 나는 _mm_madd_pi16 또는 vec_msum 중 어느 것도 사용하지 않았기 때문에 동등하지는 않습니다. 디버거를 단계별로 실행하여 동일한 입력 데이터에 대해 동일한 출력을 제공해야합니다. 또 다른 가능한 차이점은 오버플로를 다르게 처리 할 수 ​​있다는 것입니다 (예 : 모듈러 대 포화).

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마지막으로 적어도, 당신은 그래서 노동 조합은 4의 int를 보유해야하고, 당신은 마지막에 모두 4 요약한다 대신 2의 시간에서 4의 int를 계산하고 없습니다.