assembly - 在 x86-SSE 中将四个压缩单精度 float 转换为无符号双字

Question

有没有办法在带有 SSE 扩展的 x86 中将四个压缩单精度浮点值转换为四个双字？最接近的指令是 CVTPS2PI，但它不能在两个 xmm 寄存器上执行，而应给出为 CVTPS2PI MM, XMM/M64 .如果我想要类似 <conversion_mnemonic> XMM, XMM/M128 的东西怎么办？ ？

谢谢。伊曼。

Answer 1

x86 在 AVX512 之前没有对 FP<->unsigned 的原生支持，使用 vcvtps2udq ( https://www.felixcloutier.com/x86/vcvtps2udq )。对于标量，您通常只需转换为 64 位有符号 (cvtss2si rax, xmm0) 并取其低 32 位(在 EAX 中)，但这不是 SIMD 的选项。

如果没有 AVX-512，理想情况下您可以使用带符号的转换 (cvtps2dq) 并获得相同的结果。即如果您的 float 是非负数且 <= INT_MAX (2147483647.0)。

参见 How to efficiently perform double/int64 conversions with SSE/AVX?用于相关的 double->uint64_t 转换。如果需要，全范围的应该可以从 double->uint64_t 适应到 float->uint32_t。

另一种可能性(对于 32 位 float ->uint32_t)只是将范围移动到带符号的 FP，然后返回整数。 INT32_MIN ^ 转换(x + INT32_MIN)。但这引入了小整数的 FP 舍入，因为 INT32_MIN 超出了 -2²⁴ .. 2²⁴ 范围，其中 float 可以表示每个整数。例如5 将在转换期间四舍五入为最接近的 2⁸ 的倍数。所以那是不可用的；您需要尝试直接转换和范围偏移转换，并且只有在直接转换给您 0x80000000 时才使用范围偏移转换。 (也许使用直接转换结果作为 SSE4 blendvps 的混合控件？)

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对于 float->int32_t 的打包转换，有 SSE2 cvtps2dq xmm, xmm/m128 docs . (cvttps2dq 向 0 截断，而不是当前默认的舍入模式(最接近，如果您没有更改的话)。)

任何小于-0.5 的负 float 都将转换为-1 或更低的整数；作为 uint32_t 位模式代表一个巨大的数字。 -2³¹..2³¹-1 范围外的 float 将转换为 0x80000000，Intel 的“不定整数”值。

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如果你没有找到那个，只有 cvtps2pi 签名转换成 MMX 寄存器，你需要更好的地方来搜索:

• https://stackoverflow.com/tags/sse/info - 链接
• https://www.felixcloutier.com/x86/ x86 指令集列表。
• https://www.officedaytime.com/simd512e/simd.html - 按类别/功能分类的指令列表
• https://software.intel.com/sites/landingpage/IntrinsicsGuide/ - 列出了仅公开单个指令功能的内在函数的 asm 指令助记符。通常情况下，与手动编写 asm 相比，使用内部函数编写 C 语言更好，特别是如果您还不了解相对常见/简单的指令，如 cvtps2dq 和 cvttps2dq。
• https://agner.org/optimize/ - 他的 asm 优化指南有一章是关于 SIMD 的，其中有一张包含不同类型数据移动指令的方便表格。
• How can I convert an XMM register of single-precision floats to integers? - 指向正确方向的指针，但仅涵盖带符号的转换。我没有找到完全相同的副本。