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c++ - 在 ARM 上初始化 uint32x4_t 时出现错误 C2078？

问题描述

我正在使用 Visual Studio 2013 测试 ARM 构建。我在初始化uint32x4_t. 错误是error C2078: too many initializers。

const uint32x4_t CTRS[3] = {
    {1,0,0,0}, {2,0,0,0}, {3,0,0,0}
};

结果是：

cl.exe /nologo /W4 /wd4231 /wd4511 /wd4156 /D_MBCS /Zi /TP /GR /EHsc /DNDEBUG /D_
NDEBUG /Oi /Oy /O2 /MT /FI sdkddkver.h /FI winapifamily.h /DWINAPI_FAMILY=WINAPI_
FAMILY_PHONE_APP /c chacha_simd.cpp
chacha_simd.cpp
chacha_simd.cpp(306) : error C2078: too many initializers
NMAKE : fatal error U1077: '"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 12.0
\VC\BIN\x86_ARM\cl.exe"' : return code '0x2'
Stop.

我看到这是使用 ARM NEON 时 MSDN 论坛“错误 C2078：初始化程序太多”的一个已知问题。已确认但未提供解决方法。

我也尝试过这种可怕的（借用 PowerPC 风格）：

const uint32x4_t CTRS[3] = {
    vld1q_u32({1,0,0,0}),
    vld1q_u32({2,0,0,0}),
    vld1q_u32({3,0,0,0})
};

结果是：

chacha_simd.cpp(309) : warning C4002: too many actual parameters for macro 'vld1
q_u32'
chacha_simd.cpp(309) : error C2143: syntax error : missing '}' before ')'
chacha_simd.cpp(309) : error C2664: 'const __n64 *__uint32ToN64_c(const uint32_t
 *)' : cannot convert argument 1 from 'initializer-list' to 'const uint32_t *'
        Reason: cannot convert from 'int' to 'const uint32_t *'
        Conversion from integral type to pointer type requires reinterpret_cast,
 C-style cast or function-style cast
chacha_simd.cpp(309) : error C2660: '__neon_Q1Adr' : function does not take 1 ar
guments
chacha_simd.cpp(310) : warning C4002: too many actual parameters for macro 'vld1
q_u32'
chacha_simd.cpp(310) : error C2143: syntax error : missing '}' before ')'
chacha_simd.cpp(310) : error C2664: 'const __n64 *__uint32ToN64_c(const uint32_t
 *)' : cannot convert argument 1 from 'initializer-list' to 'const uint32_t *'
        Reason: cannot convert from 'int' to 'const uint32_t *'
        Conversion from integral type to pointer type requires reinterpret_cast,
 C-style cast or function-style cast
chacha_simd.cpp(310) : error C2660: '__neon_Q1Adr' : function does not take 1 ar
guments
chacha_simd.cpp(310) : fatal error C1903: unable to recover from previous error(
s); stopping compilation

根据arm_neon.hGitHub 上的一些源代码，__neon_Q1Adr分别vld1q_u32是：

__n128 __neon_Q1Adr(unsigned int, const __n64*);

#define vld1q_u32(pcD) ( __neon_Q1Adr( 0xf4200a8f, __uint32ToN64_c(pcD)) )

事情变得越来越混乱。搜索“arm initialize "uint32x4_t" site:microsoft.com"和"arm initialize "uint32x4_t" site:msdn.com"返回 0 个命中。

uint32x4_t如何使用 Microsoft 编译器初始化一个？

标签： c++visual-c++armintrinsicsneon

解决方案

Jake 的答案可移植，但是（就像 x86 内在函数一样），编译器很愚蠢，当您使用内在函数作为静态初始化程序时，实际上会在运行时复制数组。（在函数内部，或者在类似构造函数的静态初始化器中。）编写索引标量的底层数组的代码会更有效，例如vld1q_u32(&array[idx*4])

您链接的 winddk-8.1 标头arm_neon.h非常清楚地显示typedef __n128 uint32x4_t;（与 128 位向量的其他元素宽度相同），并且基础__n128类型首先定义为与__int64[2]成员的联合。

typedef union __declspec(intrin_type) _ADVSIMD_ALIGN(8) __n128
{
     unsigned __int64   n128_u64[2];
     unsigned __int32   n128_u32[4];
     unsigned __int16   n128_u16[8];
     unsigned __int8    n128_u8[16];
     __int64            n128_i64[2];
     __int32            n128_i32[4];
     __int16            n128_i16[8];
     __int8             n128_i8[16];
     float              n128_f32[4];

    struct
    {
        __n64  low64;
        __n64  high64;
    } DUMMYNEONSTRUCT;

} __n128;

如果您想编写依赖于标头内部的纯 MSVC 代码，您可以简单地将成对的 32 位整数组合成 64 位整数。 对于 little-endian ARM，这意味着使第二个 32 位元素成为组合 64 位元素的高32 位。

#ifdef _MSC_VER
// MSVC only; will silently compile differently on others
static const uint32x4_t CTRS[3] = {
     // The .n128_u64 field is first in the definition of uint32x4_t
     {1 + (0ULL<<32), 0 + (0ULL<<32)},   // ARM is little-endian
     {2 + (0ULL<<32), 0 + (0ULL<<32)},
     {3 + (0ULL<<32), 0 + (0ULL<<32)},
};

我们可以用 CPP 宏将其包装起来，使其在编译器之间可移植

我为整体制作了一个宏uint32x4_t，而不是您也可以用于 64 位向量的 pair 宏。这使得实际的声明减少了大括号和宏名称的混乱，因为我们可以{}在这个宏中包含外部。

#ifdef _MSC_VER
  // The .n128_u64 field is first.  Combine pairs of 32-bit integers in little-endian order.
#define INITu32x4(w,x,y,z) { ((w) + (unsigned long long(x) << 32)), ((y) + (unsigned long long(z) << 32)) }
#else
#define INITu32x4(w,x,y,z) { (w), (x), (y), (z) }
#endif

static const uint32x4_t CTRS[3] = {
 INITu32x4(1,0,0,0),
 INITu32x4(2,0,0,0),
 INITu32x4(3,0,0,0),
};

在 GCC 和 MSVC 上正确+有效地编译为只读数据部分（.rodata或.rdata）中的正确数据，无需运行时初始化。 来自 Godbolt 编译器资源管理器：

uint32x4_t access(int idx) {
  return CTRS[idx];
}


@ g++5.4 -O3 -Wall -mcpu=cortex-a53 -mfpu=neon -mfloat-abi=hard -std=gnu++11
access(int):
    movw    r3, #:lower16:.LANCHOR0
    movt    r3, #:upper16:.LANCHOR0    @ gcc chooses to construct the address with movw/movt
                                       @ instead of loading from a literal pool when optimizing for cortex-a53
    add     r0, r3, r0, lsl #4
    vld1.64 {d0-d1}, [r0:64]
    bx      lr

    .section        .rodata
    .align  3
    .set    .LANCHOR0,. + 0         @@ equivalent to .LANCHOR0: here. 
            @@ Reference point that could be used for other .rodata objects if needed.
    .type   CTRS, %object
    .size   CTRS, 48
CTRS:
    .word   1
    .word   0
    .word   0
    .word   0
    .word   2
    .word   0
     ...

还有 MSVC -Ox：我不知道为什么 MSVC 的DCQ指令仍然需要 2 个 args 来构造一个 64 位值，如果你创建一个int. 这似乎与 Keil 的DCQ 指令/伪指令不同，其中每个逗号分隔的 arg都是64 位整数。

但是 AFAICT，MSVC 添加的注释是每行数字的准确表示。

 ;; ARM msvc19.14 -O2
    .rdata
|__n128 const * const CTRS| DCQ 0x1, 0x0           ;  = 0x0000000000000001 ; CTRS
        DCQ     0x0, 0x0                      ;  = 0x0000000000000000
        DCQ     0x2, 0x0                      ;  = 0x0000000000000002
        DCQ     0x0, 0x0                      ;  = 0x0000000000000000
        DCQ     0x3, 0x0                      ;  = 0x0000000000000003
        DCQ     0x0, 0x0                      ;  = 0x0000000000000000
        EXPORT  |__n128 access(int)|   ; access

.text$mn        SEGMENT

|__n128 access(int)| PROC                        ; access
        movw        r3,|__n128 const * const CTRS|
        movt        r3,|__n128 const * const CTRS|
        add         r3,r3,r0,lsl #4
        vldm        r3,{d0,d1}
|$M4|
        bx          lr

        ENDP  ; |__n128 access(int)|, access

在 C（但不是 C++）中，MSVC 允许指定初始化器语法

static const uint32x4_t CTRS[3] = { [0].n128_u32 = {1, 0, 0, 0}, [1].n128_u32 = {2, 0, 0, 0}, [2].n128_u32 = {3, 0, 0, 0} };

uint32x4_t access(int idx) {
  return CTRS[idx];
}

这在 MSVC 的 C 模式下编译得很好，但不是 C++。您可以将其用于稍微面向未来的定义，INITu32x4如果出现问题，该定义会大声失败，并且如果 MS 决定重新排序联合定义，则不会中断。

Godbolt 有一个 C 语言模式。我通常从不使用它（只-xc用于 g++/clang++），因为在两者之间切换不方便，但我不知道让 MSVC 编译为 C 的命令行选项。无论如何，这在 Godbolt 上。

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