c++ - 使用 g++ 对带位操作的循环进行自动矢量化

Question

是否可以矢量化此循环(使用 g++)？

char x;
int k;
for(int s = 0; s < 4; s++) {
  A[k++] += B[x&3];
  x >>= 2;
}

A 和 B 是指向非重叠 float 组的指针； B 的索引为 0 到 3。我需要最大限度地提高可移植性，因为这是一个 R 包，所以最好的方式是重写 g++ 能够单独对其进行矢量化，因为我不知道如何在这种情况下使 SSE 代码可移植(RcppEigen 包使库 Eigen 可用，所以这是可能的)。

非常感谢您的想法。

P.S.嵌套的代码看起来像

int k = 0;
for(size_t j = 0; j < J; j++) {
  char x = data[j];
  for(int s = 0; s < 4; s++) {
    A[k++] += B[x&3];
    x >>= 2;
  }
}

Answer 1

有一个使用 AVX2 的解决方案:

__m256 _B = _mm256_setr_ps(B[0], B[1], B[2], B[3], B[0], B[1], B[2], B[3]);
__m256i _shift = _mm256_setr_epi32(0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14);
__m256i _mask = _mm256_set1_epi32(3);
for (size_t j = 0; j < J/2; j++)
{
    short x = ((short*)data)[j];
    __m256i _index = _mm256_and_si256(_mm256_srlv_epi32(_mm256_set1_epi32(x), _shift), _mask);
    _mm256_storeu_ps(A, _mm256_add_ps(_mm256_loadu_ps(A), _mm256_permutevar8x32_ps(_B, _index)));
    A += 8;
}