Цифровые раскопки: SIMD, x86-код и указатели на функции
========================================================

.. post:: 20, June 2022
    :tags: gps-sdr, SIMD, x86, указатели на функции
    :category: digital-excavation
    :author: engineer

Когда я пытался запускать свежеоткомпилированные исходники gps-sdr, то одной из первых проблем был нерабочий код SSE-функций.

Вообще-то это странно! Кажется, тогда, давным-давно такой проблемы не было. 
А тут вызов этих функций (функций с префиксом 'sse\_') приводил к Segfault. 
Ещё предстоит разобраться в причинах этого. Впрочем ad hoc решением было 
использование аналогичных функций, написанных на чистом C++ (без каких-либо 
ассемблерных вставок) и имеющих префик 'x86\_'. 

На скорую руку и так сошло. Но во время исследований исходников gps-sdr была найдена 
интересная функция void Init_SIMD() в файле cpuid.cpp.

.. code-block:: C
   :linenos:

   void Init_SIMD()
   {
      //	if(CPU_SSE3())
      //	{
      //		simd_add = &sse_add;
      //		simd_sub = &sse_sub;
      //		simd_mul = &sse_mul;
      //		simd_dot = &sse_dot;
      //
      //		simd_conj = &sse_conj;
      //		simd_cacc = &sse_cacc;
      //		simd_cmul = &sse_cmul;
      //		simd_cmuls = &sse_cmuls;
      //		simd_cmulsc = &sse_cmulsc;	
      //	}
      //	else
      //	{
      //		simd_add = &x86_add;
      //		simd_sub = &x86_sub;
      //		simd_mul = &x86_mul;
      //		simd_dot = &x86_dot;
      //
      //		simd_conj = &x86_conj;
      //		simd_cacc = &x86_cacc;
      //		simd_cmul = &x86_cmul;
      //		simd_cmuls = &x86_cmuls;
      //		simd_cmulsc = &x86_cmulsc;
      //		
      //	}
      //	
      //	simd_cmag = &x86_cmag;
      //	simd_max = &x86_max;
   }


Задумка - хорошая! Но почему-то код закомментирован. Что ж почему бы не 
реализовать эту задумку?! Указатели на функции - штука полезная, хотя и не 
самая тривиальная (по крайней мере для меня). Разбираясь, как реализовать 
задумку автора, нашёл на stackoverflow (ну а где ж ещё-то?) полезный `пример <https://stackoverflow.com/questions/20689440/function-pointer-declared-in-a-header-within-a-namespace>`_.
Итак требуется:

1. Выполнить объявление функции (указателя на функцию) в *.h-файле.
2. Выполнить описание функции (указателя на функцию) в *.cpp-файле значением по умолчанию.
3. В функции Init_SIMD() выполнить переназначение указателя на функцию (при необходимости).

Для простоты сокращу пример до использования одной функции.

В файле simd.h выполняется объявление указателя на функцию по имени simd_add. Этот указатель в зависимости от 
потребностей будет указывать либо на функцию void sse_add(int16 *A, int16 *B, int32 cnt), 
либо на функцию void  x86_add(int16 *A, int16 *B, int32 cnt).

.. code-block:: C
   :linenos:

   extern void (*simd_add)(int16 *A, int16 *B, int32 cnt);

В файле cpuid.cpp выполняется определение указателя на функцию и при 
необходимости его переопределение в функции Init_SIMD(). Изначальное определение 
требуется, чтобы указатель на функцию сразу же был бы проинициализирован 
значением по умолчанию.

.. code-block:: C
   :linenos:

   void (*simd_add)(int16 *A, int16 *B, int32 cnt) = &x86_add;

   void Init_SIMD()
    {

      if (0) ///if(CPU_SSE3())
      {
         void (*simd_add)(int16 *A, int16 *B, int32 cnt) = &sse_add;                                           //simd_add = &sse_add;
      }
      else
      {
         void (*simd_add)(int16 *A, int16 *B, int32 cnt) = &x86_add;                                           //simd_add = &x86_add;
      }

   }

Ну а так как в причинах неработоспособности SSE-функций ещё только предстоит 
разобраться, то вместо условия if(CPU_SSE3()) - стоит просто if (0).

P.S. Надо бы ещё исследовать код, который генерирует gcc с соответствующими 
опциями. Есть предположение, что сам компилятор умеет в SIMD-инструкции 
раскладывать неплохо (уж всяко лучше меня ;) ).