'vector long long'的可用性是多少？

Question

我正在测试一台旧的PowerMac G5，它是一台Power4机器。构建失败：

$ make
...
g++ -DNDEBUG -g2 -O3 -mcpu=power4 -maltivec -c ppc-simd.cpp
ppc-crypto.h:36: error: use of 'long long' in AltiVec types is invalid
make: *** [ppc-simd.o] Error 1

失败的原因是：

typedef __vector unsigned long long uint64x2_p8;

我无法确定何时应该提供typedef。使用-mcpu=power4 -maltivec，机器报告64位可用性：

$ gcc -mcpu=power4 -maltivec -dM -E - </dev/null | sort | egrep -i -E 'power|ARCH'
#define _ARCH_PPC 1
#define _ARCH_PPC64 1
#define __POWERPC__ 1

OpenPOWER | 6.1. Vector Data Types手册有关于矢量数据类型的良好信息，但它没有讨论vector long long何时可用。

__vector unsigned long long的可用性是什么？我什么时候可以使用typedef？

Answer 1

TL：DR：看起来POWER7是AltiVec对64位元素大小的最低要求。这是VSX (Vector Scalar Extension)的一部分，维基百科确认首次出现在POWER7中。

---

gcc很可能知道它在做什么，并且能够以最低的-mcpu=要求启用64位元素大小的向量内在函数。

#include <altivec.h>

auto vec32(void) {       // compiles with your options: Power4
    return vec_splats((int) 1);
}

// gcc error: use of 'long long' in AltiVec types is invalid without -mvsx
vector long long vec64(void) {
    return vec_splats((long long) 1);
}

（使用auto而不是vector long long，第二个函数编译为返回两个64位整数寄存器。）

添加-mvsx可以编译第二个函数。使用-mcpu=power7也可以，但是power6没有。

source + asm on Godbolt (PowerPC64 gcc6.3)

# with auto without VSX:
vec64():     # -O3 -mcpu=power4 -maltivec -mregnames
    li %r4,1
    li %r3,1
    blr

vec64():  # -O3 -mcpu=power7 -maltivec -mregnames
.LCF2:
0:  addis 2,12,.TOC.-.LCF2@ha
    addi 2,2,.TOC.-.LCF2@l
    addis %r9,%r2,.LC0@toc@ha
    addi %r9,%r9,.LC0@toc@l       # PC-relative addressing for static constant, I think.
    lxvd2x %vs34,0,%r9            # vector load?
    xxpermdi %vs34,%vs34,%vs34,2
    blr


 .LC0:    # in .rodata
    .quad   1
    .quad   1

---

而BTW，vec_splats（splat标量）与常量编译为单个指令。但是使用运行时变量（例如函数arg），它会编译为整数存储/向量加载/向量 - splat（如vec_splat内在函数）。显然，int-> vec没有一条指令。

vec_splat_s32和相关的内在函数只接受一个小的（5位）常量，因此它们只在编译器可以使用相应的splat-immediate指令的情况下进行编译。

这个Intel SSE to PowerPC AltiVec migration看起来很好，但是错了（它声称vec_splats splats一个有符号的字节）。