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我一直在尝试在 SSE2 内在函数中通过 vector 实现移位,但来自实验和 the intel intrinsic guide , 它似乎只使用 vector 的最低有效部分。
改写我的问题,给定一个 vector {v1, v2, ..., vn} 和一组位移 {s1, s2, ..., sn},我如何计算结果 {r1, r2, ..., rn} 这样:
r1 = v1 << s1
r2 = v2 << s2
...
rn = vn << sn
因为 _mm_sll_epi* 执行此操作:
r1 = v1 << s1
r2 = v2 << s1
...
rn = vn << s1
提前致谢。
编辑:
这是我的代码:
#include <iostream>
#include <cstdint>
#include <mmintrin.h>
#include <emmintrin.h>
namespace SIMD {
using namespace std;
class SSE2 {
public:
// flipped operands due to function arguments
SSE2(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t c, uint64_t d) { low = _mm_set_epi64x(b, a); high = _mm_set_epi64x(d, c); }
uint64_t& operator[](int idx)
{
switch (idx) {
case 0:
_mm_storel_epi64((__m128i*)result, low);
return result[0];
case 1:
_mm_store_si128((__m128i*)result, low);
return result[1];
case 2:
_mm_storel_epi64((__m128i*)result, high);
return result[0];
case 3:
_mm_store_si128((__m128i*)result, high);
return result[1];
}
/* Undefined behaviour */
return 0;
}
SSE2& operator<<=(const SSE2& rhs)
{
low = _mm_sll_epi64(low, rhs.getlow());
high = _mm_sll_epi64(high, rhs.gethigh());
return *this;
}
void print()
{
uint64_t a[2];
_mm_store_si128((__m128i*)a, low);
cout << hex;
cout << a[0] << ' ' << a[1] << ' ';
_mm_store_si128((__m128i*)a, high);
cout << a[0] << ' ' << a[1] << ' ';
cout << dec;
}
__m128i getlow() const
{
return low;
}
__m128i gethigh() const
{
return high;
}
private:
__m128i low, high;
uint64_t result[2];
};
}
int main()
{
cout << "operator<<= test: vector << vector: ";
{
auto x = SIMD::SSE2(7, 8, 15, 10);
auto y = SIMD::SSE2(4, 5, 6, 7);
x.print();
y.print();
x <<= y;
if (x[0] != 112 || x[1] != 256 || x[2] != 960 || x[3] != 1280) {
cout << "FAILED: ";
x.print();
cout << endl;
} else {
cout << "PASSED" << endl;
}
}
return 0;
}
应该发生的结果是 {7 << 4 = 112, 8 << 5 = 256, 15 << 6 = 960, 10 << 7 = 1280}。结果似乎是 {7 << 4 = 112, 8 << 4 = 128, 15 << 6 = 960, 15 << 6 = 640},这不是我想要的。
希望这对您有所帮助,Jens。
最佳答案
如果 AVX2 可用,并且您的元素是 32 位或 64 位,则您的操作需要一个变量移位指令:vpsrlvq
, (__m128i _mm_srlv_epi64 (__m128i a, __m128i 计数)
)
对于 SSE4.1 的 32 位元素,请参阅 Shifting 4 integers right by different values SIMD .根据延迟与吞吐量要求,您可以进行单独的移位,然后混合,或使用乘法(通过特殊构造的 2 的幂 vector )来获得可变计数的左移,然后进行相同的计数-所有元素右移。
每个 SSE vector 只有两个元素,所以我们只需要两次移位,然后合并结果(我们可以使用 pblendw 或浮点 movsd
(这可能会导致某些 CPU 上的额外旁路延迟延迟),或者我们可以使用两次随机播放,或者我们可以执行两个与和一个或。
__m128i SSE2_emulated_srlv_epi64(__m128i a, __m128i count)
{
__m128i shift_low = _mm_srl_epi64(a, count); // high 64 is garbage
__m128i count_high = _mm_unpackhi_epi64(count,count); // broadcast the high element
__m128i shift_high = _mm_srl_epi64(a, count_high); // low 64 is garbage
// SSE4.1:
// return _mm_blend_epi16(shift_low, shift_high, 0x0F);
#if 1 // use movsd to blend
__m128d blended = _mm_move_sd( _mm_castsi128_pd(shift_high), _mm_castsi128_pd(shift_low) ); // use movsd as a blend. Faster than multiple instructions on most CPUs, but probably bad on Nehalem.
return _mm_castpd_si128(blended);
#else // SSE2 without using FP instructions:
// if we're going to do it this way, we could have shuffled the input before shifting. Probably not helpful though.
shift_high = _mm_unpackhi_epi64(shift_high, shift_high); // broadcast the high64
return _mm_unpacklo_epi64(shift_high, shift_low); // combine
#endif
}
其他 shuffle 如 pshufd 或 psrldq 也可以,但是 punpckhqdq无需立即字节即可完成工作,因此缩短了一个字节。 SSSE3 palignr
可以从一个寄存器获取高位元素,从另一个寄存器获取低位元素到一个 vector 中,但它们会被颠倒(所以我们需要一个 pshufd
来交换高位和低位)。 shufpd
可以混合,但与 movsd
相比没有优势。
参见 Agner Fog's microarch guide有关在两个整数指令之间使用 FP 指令的潜在旁路延迟延迟的详细信息。它在 Intel SnB 系列 CPU 上可能没问题,因为其他 FP 洗牌是。 (是的,movsd xmm1, xmm0
在 port5 的洗牌单元上运行。如果你不需要合并行为)。
这会(在 Godbolt 上使用 gcc5.3 -O3
)编译为
movdqa xmm2, xmm0 # tmp97, a
psrlq xmm2, xmm1 # tmp97, count
punpckhqdq xmm1, xmm1 # tmp99, count
psrlq xmm0, xmm1 # tmp100, tmp99
movsd xmm0, xmm2 # tmp102, tmp97
ret
关于c++ - SSE2 按 vector 移动,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/38605451/
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