Question

我希望在移位为零的同时向左或向右移动SSE / AVX寄存器的32位数。

让我对我感兴趣的转变更加准确。对于SSE，我想做四个32位浮点数的以下转换：

shift1_SSE: [1, 2, 3, 4] -> [0, 1, 2, 3]
shift2_SSE: [1, 2, 3, 4] -> [0, 0, 1, 2]

对于AVX，我想转移做以下转变：

shift1_AVX: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] -> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
shift2_AVX: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] -> [0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
shift3_AVX: [1, 2, 3, 4 ,5 ,6, 7, 8] -> [0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4]

对于SSE，我提出了以下代码

shift1_SSE = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_si128(_mm_castps_si128(x), 4)); 
shift2_SSE = _mm_shuffle_ps(_mm_setzero_ps(), x, 0x40);
//shift2_SSE = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_si128(_mm_castps_si128(x), 8));

使用SSE 有更好的方法吗？

对于AVX，我提出了以下需要AVX2的代码（并且未经测试）。编辑（由Paul R解释，此代码不起作用）。

shift1_AVX2 =_mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_si256(_mm256_castps_si256(x), 4)));
shift2_AVX2 =_mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_si256(_mm256_castps_si256(x), 8)));
shift3_AVX2 =_mm256_castsi256_ps(_mm256_slli_si256(_mm256_castps_si256(x), 12)));

如何使用AVX而不是AVX2（例如使用_mm256_permute或_mm256_shuffle`）做到最好？使用AVX2有更好的方法吗？

编辑：

Paul R告诉我，我的AVX2代码不起作用，AVX代码可能不值得。相反，对于AVX2，我应该使用_mm256_permutevar8x32_ps和_mm256_and_ps。我没有AVX2（Haswell）系统，因此很难测试。

编辑：根据Felix Wyss的回答，我提出了一些AVX的解决方案，它只需要3个用于shift1_AVX和shift2_AVX的内在函数，而只需要一个用于shift3_AVX的内在函数。这是因为_mm256_permutef128Ps有一个zeroing feature。

shift1_AVX

__m256 t0 = _mm256_permute_ps(x, _MM_SHUFFLE(2, 1, 0, 3));       
__m256 t1 = _mm256_permute2f128_ps(t0, t0, 41);          
__m256 y = _mm256_blend_ps(t0, t1, 0x11);

shift2_AVX

__m256 t0 = _mm256_permute_ps(x, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
__m256 t1 = _mm256_permute2f128_ps(t0, t0, 41);
__m256 y = _mm256_blend_ps(t0, t1, 0x33);

shift3_AVX

x = _mm256_permute2f128_ps(x, x, 41);

Answer 1

您可以使用_mm256_permute_ps，_mm256_permute2f128_ps和_mm256_blend_ps进行右移，如下所示：

__m256 t0 = _mm256_permute_ps(x, 0x39);            // [x4  x7  x6  x5  x0  x3  x2  x1]
__m256 t1 = _mm256_permute2f128_ps(t0, t0, 0x81);  // [ 0   0   0   0  x4  x7  x6  x5] 
__m256 y  = _mm256_blend_ps(t0, t1, 0x88);         // [ 0  x7  x6  x5  x4  x3  x2  x1]

结果在y。要向右旋转，请将置换遮罩设置为0x01而不是0x81。通过更改置换和混合控制字节，可以类似地完成左移和左移和更大的移位/旋转。

Answer 2

你的SSE实现没问题，但我建议你使用_mm_slli_si128实现两个转换 - 转换使它看起来很复杂，但实际上归结为每个班次只有一条指令。

不幸的是，您的AVX2实施赢了。几乎所有AVX指令实际上只是在两个相邻的128位通道上并行运行的两条SSE指令。因此，对于您的第一个shift_AVX2示例，您将获得：

0, 0, 1, 2, 0, 4, 5, 6
----------- ----------
 LS lane     MS lane

然而，一切都没有丢失：在AVX上的 工作的少数指令之一是_mm256_permutevar8x32_ps。请注意，您需要结合使用_mm256_and_ps来将元素中的移位归零。另请注意，这是一个AVX2解决方案 - 除了基本的算术/逻辑运算之外，AVX本身非常有限，因此我认为如果没有AVX2，您将很难有效地完成此任务。

向左和向右移位SSE / AVX寄存器，同时以零移位

2 个答案: