对于我正在从事的业余项目，我需要在 x86 CPU 上模拟某些 64 位整数运算，并且它需要快速。
目前，我正在通过 MMX 指令执行此操作，但这真的很麻烦，因为我必须一直刷新 fp 寄存器状态(并且因为大多数 MMX 指令处理已签名 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 提出更好的实现。
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，我不需要通用的加法或移位，比如只加一个，左移一个。真的，只是此处显示的精确操作。
当然，在 x86 上除外，uint64_t通过使用两个 32 位标量来模拟，这很慢(而且，在我的例子中，根本不起作用，因为我需要加载/存储是原子的，而在加载/存储两个单独的寄存器时它们不会) .
因此，我需要一个 SIMD 解决方案。
其中一些操作很简单，SSE2 已经支持了。其他(!= 和 <)需要更多的工作。
建议？ SSE 和 SSE2 没问题。允许 SSE3 需要一些说服力，而 SSE4 可能是不可能的(支持 SSE4 的 CPU 很可能运行 64 位无论如何，所以我不需要这些解决方法)
最佳答案
SSE2 直接支持一些 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_set1_epi64x(1); // also works for variables.
__m128i z = _mm_set_epi64x(hi, lo); // elements can be different
__m128i z = _mm_set_epi32(0,1,0,1); // if any compilers refuse int64_t in 32-bit mode. (None of the major ones do.)
设置/加载低 64 位，零扩展到 __m128i
// supported even in 32-bit mode, and listed as an intrinsic for MOVQ
// so it should be atomic on aligned integers.
_mm_loadl_epi64((const __m128i*)p); // movq or movsd 64-bit load
_mm_cvtsi64x_si128(a); // only ICC, others refuse in 32-bit mode
_mm_loadl_epi64((const __m128i*)&a); // portable for a value instead of pointer
基于 _mm_set_epi32 的东西可能会被某些编译器编译成一团糟，因此 _mm_loadl_epi64 似乎是跨 MSVC 和 ICC 以及 gcc/clang 的最佳选择，并且对于您在 32 位模式下原子 64 位加载的要求实际上应该是安全的。在 the Godbolt compiler explorer 上查看
垂直加/减每个 64 位整数:
__m128i z = _mm_add_epi64(x,y)
__m128i z = _mm_sub_epi64(x,y)
左移:
__m128i z = _mm_slli_epi64(x,i) // i must be an immediate
位运算符:
__m128i z = _mm_and_si128(x,y)
__m128i z = _mm_or_si128(x,y)
SSE 没有增量，因此您必须使用 1 的常量。
比较更难，因为在 SSE4.1 之前没有 64 位支持 pcmpeqq和 SSE4.2 pcmpgtq
这是平等的:
__m128i t = _mm_cmpeq_epi32(a,b);
__m128i z = _mm_and_si128(t,_mm_shuffle_epi32(t,177));
这会将每个 64 位元素设置为 0xffffffffffff(又名 -1)(如果它们相等)。如果您希望它作为 int 中的 0 或 1，您可以使用 _mm_cvtsi32_si128() 将其拉出并添加 1。 (但有时您可以执行 total -= cmp_result; 而不是转换和添加。)
小于:(未完全测试)
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);
如果 a 中的相应元素小于 b，这会将每个 64 位元素设置为 0xffffffffffff。
这是返回 bool 值的“等于”和“小于”版本。它们返回底部 64 位整数的比较结果。
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;
}
关于c++ - SSE 优化的 64 位整数模拟，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/10224966/
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