Question

我一直在看MMX / SSE，我想知道。对于无符号字节和字（而非双字），有打包，饱和减法的说明。

有没有一种方法可以做我想要的事情，如果没有，为什么没有呢？

Answer 1

如果您有可用的SSE4.1，我认为您不会比使用@harold建议的pmaxud + psubd方法更好。借助AVX2，您当然也可以使用相应的256位变体。

__m128i subs_epu32_sse4(__m128i a, __m128i b){
    __m128i mx = _mm_max_epu32(a,b);
    return _mm_sub_epi32(mx, b);
}

没有SSE4.1，您需要以某种方式比较两个参数。不幸的是，没有epu32比较（不是在AVX512之前），但是您可以通过首先在两个参数中添加0x80000000（在这种情况下，这相当于异或）来模拟一个：

__m128i cmpgt_epu32(__m128i a, __m128i b) {
    const __m128i highest = _mm_set1_epi32(0x80000000);
    return _mm_cmpgt_epi32(_mm_xor_si128(a,highest),_mm_xor_si128(b,highest));
}

__m128i subs_epu32(__m128i a, __m128i b){
    __m128i not_saturated = cmpgt_epu32(a,b);
    return _mm_and_si128(not_saturated, _mm_sub_epi32(a,b));
}

在某些情况下，可能最好用最高位的一些位捻代替比较，然后使用移位将其广播到每一位（这代替了pcmpgtd和通过0x80000000执行三个位逻辑运算（并且必须至少加载一次psrad一次）和五个位逻辑运算）：

__m128i subs_epu32_(__m128i a, __m128i b) {
    __m128i r = _mm_sub_epi32(a,b);
    __m128i c = (~a & b) | (r & ~(a^b)); // works with gcc/clang. Replace by corresponding intrinsics, if necessary (note that `andnot` is a single instruction)
    return _mm_srai_epi32(c,31) & r;
}

Godbolt-Link，还包括adds_epu32个变体：https://godbolt.org/z/n4qaW1 奇怪的是，对于非SSE4.1变体，clang需要比gcc更多的寄存器副本。另一方面，当使用SSE4.1编译时，clang为pmaxud变体找到cmpgt_epu32优化：https://godbolt.org/z/3o5KCm

有没有办法使用MMX / SSE减去x86上饱和的压缩无符号双字？

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