从字节数组加载 uint8x16_t 的对齐要求？

Question

我们在调试构建下触发了一个断言来检查对齐情况。断言适用于加载到 using 中的字节uint8x16_t数组vld1q_u8。当断言触发时，我们没有观察到SIG_BUS.

下面是代码中的使用：

const byte* input = ...;
...

assert(IsAlignedOn(input, GetAlignmentOf(uint8x16_t));
uint64x2_t message = vreinterpretq_u64_u8(vld1q_u8(input));

我还尝试了以下操作，并触发断言以进行对齐uint8_t*：

assert(IsAlignedOn(input, GetAlignmentOf(uint8_t*));
uint64x2_t message = vreinterpretq_u64_u8(vld1q_u8(input));

将字节数组加载到 with 时有哪些对齐uint8x16_t要求vld1q_u8？

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上面的代码中，input是一个函数参数。IsAlignedOn检查其两个参数的对齐方式，确保第一个参数至少与第二个参数对齐。GetAlignmentOf是检索类型或变量的对齐方式的抽象。

uint8x16_t和uint64x2_t是 128 位 ARM NEON 向量数据类型，预计放置在 Q 寄存器中。vld1q_u8是一个 NEON 伪指令，预计会被编译成VLD1.8指令。vreinterpretq_u64_u8是一条 NEON 伪指令，可简化数据类型的使用。

Answer 1

VLD1.8将 16 字节加载到 Quad 寄存器的指令的自然对齐方式是一个字节。这意味着即使不允许未对齐传输，该指令也不会出错。

所以看来这个具体的说法并不正确。

Answer 2

当编写直接汇编程序（内联或外部文件）时，您可以选择是否要指定对齐方式（例如vld1.8 {q0}, [r0, :64]）或将其省略（例如vld1.8 {q0}, [r0]）。如果没有指定，则根本不需要任何特定的对齐，如 Dric512 所说。

当使用vld1q_u8via内在函数时，您实际上并不指定对齐方式，因此据我所知，编译器不会假设它，并生成没有对齐规范的指令。我不确定某些编译器是否可以推断出一些实际上保证对齐的情况，并在这些情况下使用对齐说明符。（在这种特殊情况下，gcc、clang 和 MSVC 似乎都在没有对齐说明符的情况下生成vld1.8。）

请注意，这只是 32 位 ARM 上的问题；在 AArch64 中，指令没有对齐说明符ld1。但即使如此，对齐显然仍然有帮助，如果将其与未对齐的地址一起使用，性能会更差。