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从我关于"Using SIMD AVX SSE for tree traversal" ive的另一个问题中,我得到了这个试图进行基准测试的代码。之前我没有对SIMD做任何事情,所以我对这种排列方式有点陌生。首先,让我们看下面的代码:
__m256i const perm_mask = _mm256_set_epi32(7, 6, 3, 2, 5, 4, 1, 0);
// compare the two halves of the cache line.
__m256i cmp1 = _mm256_load_si256(&node->m256[0]);
__m256i cmp2 = _mm256_load_si256(&node->m256[1]);
cmp1 = _mm256_cmpgt_epi32(cmp1, value); // PCMPGTD
cmp2 = _mm256_cmpgt_epi32(cmp2, value); // PCMPGTD
// merge the comparisons back together.
//
// a permute is required to get the pack results back into order
// because AVX-256 introduced that unfortunate two-lane interleave.
//
// alternately, you could pre-process your data to remove the need
// for the permute.
__m256i cmp = _mm256_packs_epi32(cmp1, cmp2); // PACKSSDW
cmp = _mm256_permutevar8x32_epi32(cmp, perm_mask); // PERMD
// finally create a move mask and count trailing
// zeroes to get an index to the next node.
unsigned mask = _mm256_movemask_epi8(cmp); // PMOVMSKB
return _tzcnt_u32(mask) / 2; // TZCNT
最佳答案
英特尔的instruction set manuals对您学习SIMD至关重要。它详细解释了这些指令中的每一个。
SSE/AVX中的“打包”基本上是两个寄存器的向下转换和合并。 PACKSSDW
将两个寄存器中的32位有符号整数打包为一个寄存器中的16位有符号整数,并使值饱和(因此,<-32768的值将设置为-32768,而> 32767的值将设置为32767)
置换是一种对寄存器中的值进行重新排序的方法。掩码寄存器中的每个值都指定了到源的索引。这是必需的,因为AVX256稍有“欺骗”,并将其大多数混合指令作为两个128位“ channel ”来处理。
PACKSSDW的128位版本执行以下操作:
r0 := SignedSaturate(a0)
r1 := SignedSaturate(a1)
r2 := SignedSaturate(a2)
r3 := SignedSaturate(a3)
r4 := SignedSaturate(b0)
r5 := SignedSaturate(b1)
r6 := SignedSaturate(b2)
r7 := SignedSaturate(b3)
r0 := SignedSaturate(a0)
r1 := SignedSaturate(a1)
r2 := SignedSaturate(a2)
r3 := SignedSaturate(a3)
r4 := SignedSaturate(a4)
r5 := SignedSaturate(a5)
r6 := SignedSaturate(a6)
r7 := SignedSaturate(a7)
r8 := SignedSaturate(b0)
r9 := SignedSaturate(b1)
r10 := SignedSaturate(b2)
r11 := SignedSaturate(b3)
r12 := SignedSaturate(b4)
r13 := SignedSaturate(b5)
r14 := SignedSaturate(b6)
r15 := SignedSaturate(b7)
r0 := SignedSaturate(a0) // lane one, the low 128 bits.
r1 := SignedSaturate(a1)
r2 := SignedSaturate(a2)
r3 := SignedSaturate(a3)
r4 := SignedSaturate(b0)
r5 := SignedSaturate(b1)
r6 := SignedSaturate(b2)
r7 := SignedSaturate(b3)
r8 := SignedSaturate(a4) // lane two, the high 128 bits.
r9 := SignedSaturate(a5)
r10 := SignedSaturate(a6)
r11 := SignedSaturate(a7)
r12 := SignedSaturate(b4)
r13 := SignedSaturate(b5)
r14 := SignedSaturate(b6)
r15 := SignedSaturate(b7)
void preprocess_avx2(bnode* const node)
{
__m256i const perm_mask = _mm256_set_epi32(3, 2, 1, 0, 7, 6, 5, 4);
__m256i *const middle = (__m256i*)&node->i32[4];
__m256i x = _mm256_loadu_si256(middle);
x = _mm256_permutevar8x32_epi32(x, perm_mask);
_mm256_storeu_si256(middle, x);
}
PMOVMSKB
将输入视为32个8字节值,并将每个的高位(由于所有位都相同,所以我们只需要它们)打包成32位
int
。
TZCNT
对那个
int
中的尾随零位进行计数,这为具有设置位的第一个位置提供索引:该SIMD寄存器中第一个字节的索引,大于。
TZCNT
是对现有
BSF
指令的Haswell改进,实际上与它共享一种编码。唯一的区别是
TZCNT
在其输入为
0
时具有定义的寄存器输出-您需要分支到
BSF
)
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