加载或随机播放一对带有 SIMD 内在函数的浮点数以获得双打?

Load or shuffle a pair of floats with SIMD intrinsics for doubles?

我写了一些用于处理单精度浮点计算 SIMD 内在函数的优化。

有时 pd 双精度指令比任何 ps 单精度指令更容易完成我想要的操作。

例1:

我有指针 float prt* 指向浮点块: f0 f1 f2 f3 等

我想用 [f0, f1, f0, f1, f0, f1, f0, f1] 加载 __m256 值。我没有找到 __m256 数据类型的 64 位广播。我可以在花车上使用 _mm256_broadcast_sd 吗?

float* ptr = ...; // pointer to some memory chunk aligned to 4 bytes
__m256 vat = _mm256_castpd_ps( _mm256_broadcast_sd( ( double* )ptr ) );

例二:

我有 __m256 值 [f0、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7]。 我可以使用像 _mm256_srl_epi32 这样的移位指令吗,它以 __m256i 值作为参数来操纵我的 __m256 值?

我在实践中检查过它并且有效,但是使用不同类型的指令是否正确?

是的,vbroadcastsd 是一个很好的用于广播一对浮点数的 asm 指令,_mm256_broadcast_sd + 内部转换是在 C 中实现它的安全方法。

请注意,您并没有取消引用(在纯 C 中)指向 float objects 的 double*。您只是将其传递给内部函数。 _mm256_set1_pd( *(double*)floatp ) 是 C 中严格的别名未定义行为,但 load/store 内在函数被定义为无论指针实际指向什么都可以工作。正是这样,您可以轻松地将 loads/stores 扩展到您实际拥有的任何数据,而不仅仅是 __int64double.

例如,GCC 的 header 将 _mm256_broadcastsd(const double*) 定义为 __builtin_ia32_vbroadcastsd256 的包装器。 GCC 将 _mm_loadl_epi64 定义为包含对 *(__m64_u *)__P 的取消引用,其中 __m64_u__m64 的未对齐 may-alias 版本,它定义为

typedef int __m64_u __attribute__ ((__vector_size__ (8), __may_alias__, __aligned__ (1)));

(另见 Is `reinterpret_cast`ing between hardware SIMD vector pointer and the corresponding type an undefined behavior?

一般来说,即使 load/store 内在函数采用 float*double*(而不是 __m128i*)也是对齐的,并且 strict-aliasing 安全。(或者至少我认为他们应该是。在某些编译器上可能有一些实际上 strict-aliasing 不安全。所以让他们去例如,从一个实际上并不指向 int 的指针安全地发出 vpbroadcastd;我忘记是哪个内在函数发现某些编译器不考虑可能的别名。)


你的例子2不清楚。您想要 bit-shift 花车的 bit-patterns 吗?是的,你当然可以这样做,这就是为什么当你想将相同的位重新解释为不同的向量类型时,存在 SIMD 转换内在函数以使 C 编译器满意的原因。

作为实施 exp()log 的一部分,这样做很常见,例如 Fastest Implementation of Exponential Function Using AVX