c++ - SSE 加载相邻值

Question

在处理二维数组时，一个常见的事情是加载一组值，然后将它们向左或向右移动，然后再将 1 个值加载到不再需要的值中。执行此操作的最佳方法是什么？

float arr[128][128];

for(int i = 1;i < 127;++i)
for(int j = 1;j < 127;++j)
{
 __m128 top = _mm_load_ps(arr[i - 1][j]);
 __m128 center = _mm_load_ps(arr[i][j]);

 //...stuff

 //rotate the top
 top = _mm_shuffle_ps(top,top,_MM_SHUFFLE(0,3,2,1));
 //how do i load another item in without insert?

Answer 1

如果您正在谈论对 2D 数据进行邻域运算，那么要获得向左或向右移动一定量的 vector ，您可以使用未对齐的负载，或者如果您可以假设 SSSE3 或更高版本，请使用 _mm_alignr_epi8。通常，您只能在 SSE3 或更低版本的旧 CPU 上使用未对齐加载方法，而您别无选择。

对向左/向右移动 1 个浮点元素的 vector 进行操作的示例:

未对齐的负载:

for (int j = 0; j < 128; j += 4)
{
    vl = _mm_loadu_ps(&a[i][j-1]);       // left shifted vector
    vm = _mm_load_ps(&a[i][j]);          // middle vector
    vr = _mm_loadu_ps(&a[i][j+1]);       // right shifted vector
}

_mm_alignr_epi8:

va = _mm_setzero_ps();
vb = _mm_load_ps(&a[i][0]); 
for (int j = 0; j < 128; j += 4)
{
    vc = _mm_load_ps(&a[i][j+4]); 
    vl = _mm_alignr_epi8(va, vb, sizeof(float));       // left shifted vector
                                                       // middle vector = vb
    vr = _mm_alignr_epi8(vb, vc, 3 * sizeof(float));   // right shifted vector
    va = vb;                                           // shuffle source vectors left by one
    vb = vc;
}

请注意，当您执行大量具有大量不同移位的邻域操作时，有时临时转置整个数据 block 会更有效，这样您只需使用行索引而不是必须执行水平 vector 操作，例如以上。