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我有两个 SSE 寄存器(128 位是一个寄存器),我想将它们相加。我知道如何在其中添加相应的单词,例如,如果我在寄存器中使用 16 位单词,我可以使用 _mm_add_epi16
来完成,但我想要的是 _mm_add_epi128
(不存在),这将使用 register 作为一个大词。有什么方法可以执行此操作,即使需要多条指令?
我正在考虑使用 _mm_add_epi64
,检测右字溢出,然后在需要时向寄存器中的左字加 1,但我也希望这种方法适用于 256 位寄存器 (AVX2),并且这种方法似乎太复杂了。
最佳答案
要添加两个 128 位数字 x
和 y
给 z
与 SSE 你可以这样做
z = _mm_add_epi64(x,y);
c = _mm_unpacklo_epi64(_mm_setzero_si128(), unsigned_lessthan(z,x));
z = _mm_sub_epi64(z,c);
这是基于此链接 how-can-i-add-and-subtract-128-bit-integers-in-c-or-c .
函数 unsigned_lessthan
定义如下。如果没有 AMD XOP,它会很复杂(如果 XOP 不可用,实际上找到了一个更简单的 SSE4.2 版本 - 请参阅我的答案的结尾)。可能这里的其他一些人可以提出更好的方法。这里有一些代码展示了这个作品。
#include <stdint.h>
#include <x86intrin.h>
#include <stdio.h>
inline __m128i unsigned_lessthan(__m128i a, __m128i b) {
#ifdef __XOP__ // AMD XOP instruction set
return _mm_comgt_epu64(b,a));
#else // SSE2 instruction set
__m128i sign32 = _mm_set1_epi32(0x80000000); // sign bit of each dword
__m128i aflip = _mm_xor_si128(b,sign32); // a with sign bits flipped
__m128i bflip = _mm_xor_si128(a,sign32); // b with sign bits flipped
__m128i equal = _mm_cmpeq_epi32(b,a); // a == b, dwords
__m128i bigger = _mm_cmpgt_epi32(aflip,bflip); // a > b, dwords
__m128i biggerl = _mm_shuffle_epi32(bigger,0xA0); // a > b, low dwords copied to high dwords
__m128i eqbig = _mm_and_si128(equal,biggerl); // high part equal and low part bigger
__m128i hibig = _mm_or_si128(bigger,eqbig); // high part bigger or high part equal and low part
__m128i big = _mm_shuffle_epi32(hibig,0xF5); // result copied to low part
return big;
#endif
}
int main() {
__m128i x,y,z,c;
x = _mm_set_epi64x(3,0xffffffffffffffffll);
y = _mm_set_epi64x(1,0x2ll);
z = _mm_add_epi64(x,y);
c = _mm_unpacklo_epi64(_mm_setzero_si128(), unsigned_lessthan(z,x));
z = _mm_sub_epi64(z,c);
int out[4];
//int64_t out[2];
_mm_storeu_si128((__m128i*)out, z);
printf("%d %d\n", out[2], out[0]);
}
编辑:
使用 SSE 添加 128 位或 256 位数字的唯一可能有效的方法是使用 XOP。 AVX 的唯一选择是 XOP2,目前尚不存在。即使你有 XOP,它也可能只有效地并行添加两个 128 位或 256 位数字(如果 XOP2 存在,你可以用 AVX 做四个)以避免水平指令,例如 mm_unpacklo_epi64
。
通常最好的解决方案是将寄存器压入堆栈并使用标量算法。假设您有两个 256 位寄存器 x4 和 y4,您可以像这样添加它们:
__m256i x4, y4, z4;
uint64_t x[4], uint64_t y[4], uint64_t z[4]
_mm256_storeu_si256((__m256i*)x, x4);
_mm256_storeu_si256((__m256i*)y, y4);
add_u256(x,y,z);
z4 = _mm256_loadu_si256((__m256i*)z);
void add_u256(uint64_t x[4], uint64_t y[4], uint64_t z[4]) {
uint64_t c1 = 0, c2 = 0, tmp;
//add low 128-bits
z[0] = x[0] + y[0];
z[1] = x[1] + y[1];
c1 += z[1]<x[1];
tmp = z[1];
z[1] += z[0]<x[0];
c1 += z[1]<tmp;
//add high 128-bits + carry from low 128-bits
z[2] = x[2] + y[2];
c2 += z[2]<x[2];
tmp = z[2];
z[2] += c1;
c2 += z[2]<tmp;
z[3] = x[3] + y[3] + c2;
}
int main() {
uint64_t x[4], y[4], z[4];
x[0] = -1; x[1] = -1; x[2] = 1; x[3] = 1;
y[0] = 1; y[1] = 1; y[2] = 1; y[3] = 1;
//z = x + y (x3,x2,x1,x0) = (2,3,1,0)
//x[0] = -1; x[1] = -1; x[2] = 1; x[3] = 1;
//y[0] = 1; y[1] = 0; y[2] = 1; y[3] = 1;
//z = x + y (x3,x2,x1,x0) = (2,3,0,0)
add_u256(x,y,z);
for(int i=3; i>=0; i--) printf("%u ", z[i]); printf("\n");
}
编辑:基于 Stephen Canon 在 saturated-substraction-avx-or-sse4-2 发表的评论我发现如果 XOP 不可用,有一种更有效的方法可以将无符号 64 位数字与 SSE4.2 进行比较。
__m128i a,b;
__m128i sign64 = _mm_set1_epi64x(0x8000000000000000L);
__m128i aflip = _mm_xor_si128(a, sign64);
__m128i bflip = _mm_xor_si128(b, sign64);
__m128i cmp = _mm_cmpgt_epi64(aflip,bflip);
关于c++ - 如何将两个 SSE 寄存器加在一起,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/24161243/
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