移位n位的__m128i

Question

我有一个__m128i变量,我需要移动其n位的128位值,即喜欢_mm_srli_si128和_mm_slli_si128工作,但在位而不是字节.这样做最有效的方法是什么？

Answer 1

对于使用SSE2进行左/右立即换档,这是我能想到的最好的:

#include <stdio.h>
#include <emmintrin.h>

#define SHL128(v, n) \
({ \
    __m128i v1, v2; \
 \
    if ((n) >= 64) \
    { \
        v1 = _mm_slli_si128(v, 8); \
        v1 = _mm_slli_epi64(v1, (n) - 64); \
    } \
    else \
    { \
        v1 = _mm_slli_epi64(v, n); \
        v2 = _mm_slli_si128(v, 8); \
        v2 = _mm_srli_epi64(v2, 64 - (n)); \
        v1 = _mm_or_si128(v1, v2); \
    } \
    v1; \
})

#define SHR128(v, n) \
({ \
    __m128i v1, v2; \
 \
    if ((n) >= 64) \
    { \
        v1 = _mm_srli_si128(v, 8); \
        v1 = _mm_srli_epi64(v1, (n) - 64); \
    } \
    else \
    { \
        v1 = _mm_srli_epi64(v, n); \
        v2 = _mm_srli_si128(v, 8); \
        v2 = _mm_slli_epi64(v2, 64 - (n)); \
        v1 = _mm_or_si128(v1, v2); \
    } \
    v1; \
})

int main(void)
{
    __m128i va = _mm_setr_epi8(0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f);
    __m128i vb, vc;

    vb = SHL128(va, 4);
    vc = SHR128(va, 4);

    printf("va = %02vx\n", va);
    printf("vb = %02vx\n", vb);
    printf("vc = %02vx\n", vc);
    printf("\n");

    vb = SHL128(va, 68);
    vc = SHR128(va, 68);

    printf("va = %02vx\n", va);
    printf("vb = %02vx\n", vb);
    printf("vc = %02vx\n", vc);

    return 0;
}

测试:

$ gcc -Wall -msse2 shift128.c && ./a.out
va = 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
vb = 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 a0 b0 c0 d0 e0 f0
vc = 10 20 30 40 50 60 70 80 90 a0 b0 c0 d0 e0 f0 00

va = 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
vb = 00 00 00 00 00 00 00 00 00 10 20 30 40 50 60 70
vc = 90 a0 b0 c0 d0 e0 f0 00 00 00 00 00 00 00 00 00
$ 

请注意,SHL128/SHR128宏是使用gcc,clang和其他一些编译器支持的gcc扩展实现的,但如果编译器不支持此扩展,则需要对这些宏进行调整.

另请注意,测试工具中使用的SIMD类型的printf扩展适用于Apple gcc,clang 等,但如果您的编译器不支持此功能并且您想要测试代码,那么您需要实现自己的SIMD打印例程.

关于性能的注意事项 - if/else分支将被优化掉,只要它n是一个编译时常量(无论如何都需要移位内在函数),所以你有2条指令用于n> = 64的情况和4条指令n <64的情况.