Question

对于我正在研究的业余爱好项目，我需要在x86 CPU上模拟某些64位整数运算，并且它需要 fast 。

目前，我正在通过MMX指令执行此操作，但这真的很难用，因为我必须一直刷新fp寄存器状态（并且因为大多数MMX指令处理签名整数，我需要无符号行为。）

所以我想知道SO上的SSE /优化专家是否可以使用SSE提供更好的实现。

我需要的操作如下（非常具体）：

uint64_t X, Y;

X = 0;
X = 1;
X << 1;
X != Y;
X + 1;
X & 0x1 // get lsb
X | 0x1 // set lsb
X > Y;

具体来说，我不需要通用添加或移位，例如，只需添加一个和左移一个。真的，只是这里显示的完全操作。

当然，除了x86之外，使用两个32位标量来模拟uint64_t，这很慢（而且，在我的情况下，根本不起作用，因为我需要加载/存储原子，它们在加载/存储两个独立的寄存器时不会出现。）

因此，我需要一个SIMD解决方案。其中一些操作很简单，已经由SSE2支持。其他人（!=和<）需要更多的工作。

连连呢？ SSE和SSE2都没问题。允许SSE3需要一些说服力，SSE4可能是不可能的（支持SSE4的CPU可能无论如何都要运行64位，因此我不需要这些解决方法）

Answer 1

SSE2直接支持某些64位整数运算：

将两个元素都设置为0：

__m128i z = _mm_setzero_si128();

将两个元素都设置为1：

__m128i z = _mm_set_epi32(0,1,0,1);

垂直添加/减去每个64位整数：

__m128i z = _mm_add_epi64(x,y)
__m128i z = _mm_sub_epi64(x,y)

http://software.intel.com/sites/products/documentation/studio/composer/en-us/2011/compiler_c/intref_cls/common/intref_sse2_integer_arithmetic.htm#intref_sse2_integer_arithmetic

左移：

__m128i z = _mm_slli_epi64(x,i)   // i must be an immediate

http://software.intel.com/sites/products/documentation/studio/composer/en-us/2011/compiler_c/intref_cls/common/intref_sse2_int_shift.htm

按位运算符：

__m128i z = _mm_and_si128(x,y)
__m128i z = _mm_or_si128(x,y)

http://software.intel.com/sites/products/documentation/studio/composer/en-us/2011/compiler_c/intref_cls/common/intref_sse2_integer_logical.htm

SSE没有增量，因此您必须使用1的常量。

比较更难，因为没有64位支持。

这是平等的：

__m128i t = _mm_cmpeq_epi32(a,b);
__m128i z = _mm_and_si128(t,_mm_shuffle_epi32(t,177));

如果它们相等，这将把每个64位元素设置为0xffffffffffff。如果您希望0或1中的int或_mm_cvtsi32_si128()，则可以使用1将其删除并添加a = _mm_xor_si128(a,_mm_set1_epi32(0x80000000)); b = _mm_xor_si128(b,_mm_set1_epi32(0x80000000)); __m128i t = _mm_cmplt_epi32(a,b); __m128i u = _mm_cmpgt_epi32(a,b); __m128i z = _mm_or_si128(t,_mm_shuffle_epi32(t,177)); z = _mm_andnot_si128(_mm_shuffle_epi32(u,245),z);。

并且小于：（未完全测试）

0xffffffffffff

如果a中的相应元素小于b，则会将每个64位元素设置为inline bool equals(__m128i a,__m128i b){ __m128i t = _mm_cmpeq_epi32(a,b); __m128i z = _mm_and_si128(t,_mm_shuffle_epi32(t,177)); return _mm_cvtsi128_si32(z) & 1; } inline bool lessthan(__m128i a,__m128i b){ a = _mm_xor_si128(a,_mm_set1_epi32(0x80000000)); b = _mm_xor_si128(b,_mm_set1_epi32(0x80000000)); __m128i t = _mm_cmplt_epi32(a,b); __m128i u = _mm_cmpgt_epi32(a,b); __m128i z = _mm_or_si128(t,_mm_shuffle_epi32(t,177)); z = _mm_andnot_si128(_mm_shuffle_epi32(u,245),z); return _mm_cvtsi128_si32(z) & 1; }。

以下是返回bool的“equals”和“less-than”的版本。它们返回底部64位整数的比较结果。

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SSE优化了64位整数的仿真

1 个答案: