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X86 endianness如何使用SIMD寄存器？

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X86 endianness如何使用SIMD寄存器？,x86,sse,endianness,simd,X86,Sse,Endianness,Simd,我正在研究整数和SSE，对于endianness如何影响数据进出寄存器，我感到非常困惑 我最初的理解是错误的 最初我的理解如下。如果我有一个4字节整数的数组，那么内存的布局如下，因为x86体系结构是小端的： 0D 0C 0B 0A 1D 1C 1B 1A 2D 2C 2B 2A .... nD nC nB nA 其中字母A、B、C和D索引整数元素中的字节，数字索引元素 在XMM寄存器中，我的理解是四个整数的布局如下： 0A 0B 0C 0D 1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 2D 3A

我正在研究整数和SSE，对于endianness如何影响数据进出寄存器，我感到非常困惑

我最初的理解是错误的 最初我的理解如下。如果我有一个4字节整数的数组，那么内存的布局如下，因为x86体系结构是小端的：

0D 0C 0B 0A 1D 1C 1B 1A 2D 2C 2B 2A .... nD nC nB nA
其中字母
A
、
B
、
C
和
D
索引整数元素中的字节，数字索引元素

在XMM寄存器中，我的理解是四个整数的布局如下：

0A 0B 0C 0D 1A 1B 1C 1D 2A 2B 2C 2D 3A 3B 3C 3D
然而，我很确定这张照片是错误的，原因有几个。第一个是关于
mm_load_si128
内在函数的文档，它应该适用于任何整数数据，但在上图中只适用于一个字大小。类似地，也有。最后，我看到人们编写如下代码：

__declspec(align(16)) int32_t A[N];
__m128i* As = (__m128i*)A;
可能正确的图片 维基百科关于endianness的文章说，我应该考虑内存地址从右向左递增。那么下面这张图片怎么样

nA nB nC nD ... 2A 2B 2C 2D 1A 1B 1C 1D 0A 0B 0C 0D
然后在登记册中：

3A 3B 3C 3D 2A 2B 2C 2D 1A 1B 1C 1D 0A 0B 0C 0D
这只是一个解释的问题。我们从左到右读/写数字，从最高数字到最低数字。因此，对于一个32位的数字，其最高字节是a，然后是B，然后是C，最低字节是D，我们将读/写ABCD。我们对128位整数做同样的表示

3A3B3C3D 2A2B2C2D 1A1B1C1D 0A0B0C0D
但是在一个小小的endian系统中，它读写从最低地址到最高地址的数字，就像这样

0D0C0B0A 1D1C1B1A 2D2C2B2A 3D3C3B3A
对于16位整数，这是相同的逻辑。我们可以把它读/写为

7A7B 6A6B 5A5B 4A4B 3A3B 2A2B 1A1B 0A0B
而little endian计算机将其从最低地址读取/存储为

0B0A 1B1A 2B2A 3B3A 4B4A 5B5A 6A6B 7B7A
这就是为什么在128位寄存器中只有一条读取/写入32位、16位和8字节整数的指令：即movdqa和movaps（或未对齐的变体movdqu和movups）。

详细说明，SIMD实现中必然存在隐式的endianness，由于存在以下说明：

  • 从内存读取或写入128位SIMD寄存器。由于必须始终通过字节偏移量访问内存（无论指令或它存储或获取的字节数），并且随后可以通过其他非SIMD方式进行检查，
    movaps
    、
    movdqa
    、
    movdqu
    ，等等。指令本身就意味着结束性
  • 使用指令索引向量的元素，如
    pshufd
    ，甚至使用使用整数索引选择元素的
    pshufb
    运行时变量索引。这意味着元素具有类似地址的内容，而宽元素包含多个可独立寻址的窄元素。（当然不是内存地址空间的一部分，但与标量寄存器不同的是，我们有第二种方法来讨论宽元素中的左/右移位以外的位置。这与内存的端性问题相同。）
    寄存器中元素的索引被选择为匹配内存中的顺序（小尾端），但可能有所不同
  • 使用
    pslld
    、
    psrld
    或整个向量字节移位等，在SIMD寄存器的字节边界上移位位。请注意，跨越“字节边界”包括单个
    字
    、
    dword
    或
    qword
    组件内，因为（出于前一点中提到的相同原因），寄存器随后可以成像到内存中。整个向量的字节移位将一个字的低字节与相邻字的高字节分组，其方式取决于端度
  • 只需重新解释组件大小（
    byte
    ，
    word
    ，
    dword
    ，或
    qword
    ）这是一个现有的SIMD登记器内容的模拟。这是一个类似于在内存中读取代码“字节> dWord／代码>的字节：它们有一个顺序。使用<代码> pSUFD 围绕QQuffle需要在选择洗牌控件时考虑到字节数，以保持正确的高：低成对的DWORD分组在正确的顺序。
所以，如果你从来没有做过这些事情，也就是说你只使用SIMD内存映像和SIMD寄存器，匹配组件大小，不检查内存，并且在这些SIMD寄存器上的操作中保持一致的组件大小，那么你就不必担心SIMD端性。否则，继续读

既然我们知道SIMD有一个endianness，那它是什么呢？我们已经知道Intel架构是，意思是
word
，
dword
，和
qword
（分别是16位、32位和64位内存访问）递归交换。例如，存储单个
qword
会交换其两个
DWORD
的存储，每个DWORD都交换其两个
字
，每个字都交换其两个
字节
。这会导致CPU寄存器的内存映像总体上具有反转的
字节
顺序

为了与在相同大小上运行的非SIMD指令兼容，SIMD寄存器的每个单独组件的内存映像对于每个组件大小都应与现有的（小端）内存映像位相同格式。
word
、
dword
和
qword
访问之前存在的非SIMD指令表示硬约束，这些SIMD组件必须显示小端图像

但是对于128位内存访问，没有预先的非SIMD指令，因此对
dqword
SIMD寄存器本身的
（qword，qword）
布局没有预先的约束。这就留下了一个可能的问题：递归小端交换模式是否存在（
word
，
dword
，
qword
，