cpu-architecture - 什么是打包和解包和扩展打包数据

Question

我一直在经历Intel Intrinsics并且每个函数都在处理整数或浮点数或 double 数，这些整数或浮点数或 double 数被打包或解包或扩展打包。
似乎应该在互联网上的某些地方回答这个问题，但我根本找不到答案。
那个包装的东西是什么？

Answer 1

好吧，我一直在寻找同一问题的答案，但也没有成功。所以我只能猜测。
英特尔已经在其 MMX 技术中引入了压缩和标量指令。例如，他们引入了一个函数

__m64 _mm_add_pi8 (__m64 a, __m64 b)

当时还没有“扩展包装”这样的东西。唯一的数据类型是 __m64并且所有操作都适用于整数。
SSE 出现了 128 位寄存器和浮点数运算。但是，SSE2 包括对在 128 位寄存器中执行的整数的 MMX 操作的超集。例如，

__m128i _mm_add_epi8 (__m128i a, __m128i b)

在这里我们第一次看到函数名中的“ep”(扩展压缩)部分。为什么要引入它？我相信这是对名称 _mm_add_pi8 已被列出的MMX 指令取用的问题的解决方案SSE/AVX的接口(interface)是C语言，没有函数名的多态性。
对于 AVX，Intel 选择了不同的策略，并开始在开头的“_mm”字母之后添加寄存器长度，c.f.:

__m256i _mm256_add_epi8 (__m256i a, __m256i b)
__m512i _mm512_add_epi8 (__m512i a, __m512i b)

为什么他们在这里选择“ep”而不是“p”是个谜，与程序员无关。实际上，他们似乎对浮点数和 double 数的操作使用“p”，对整数使用“ep”。

__m128d _mm_add_pd (__m128d a, __m128d b); // "d": function operates on doubles
__m256 _mm256_add_ps (__m256 a, __m256 b); // "s": function operates on floats

也许这可以追溯到从 MMX 到 SSE 的过渡，其中引入了“ep”用于整数运算(MMX 不处理浮点数)，并试图使 AVX 助记符尽可能接近 SSE 助记符
因此，基本上，从程序员的角度来看，“ep”(“扩展打包”)和“p”(“打包”)之间没有区别，因为我们已经知道我们在代码中的目标寄存器长度。

至于问题的下一部分， “解包”与“标量”和“打包”属于完全不同的概念类别 .这是特定数据重新排列或洗牌的通俗术语，如旋转或移位。
在内部函数名称中使用“epi”的原因，如 _mm256_unpackhi_epi16是它是 16 位整数元素向量上的真正向量(非标量)函数。请注意，这里的“解包”属于描述其操作的函数名称部分(如 mul、add 或 permute)，而“s”/“p”/“ep”(标量、打包、扩展打包)属于描述操作模式的部分(“s”的标量，“p”或“ep”的向量)。
(没有在两个 XMM 寄存器之间运行的标量整数指令，但“si”确实出现在 movd eax, xmm0 的内部名称中: _mm_cvtsi128_si32。有一些类似的内部函数。)