Question

我有一些操作4D向量的代码，我正在尝试将其转换为使用SSE。我在64b linux上使用了clang和gcc 只对矢量进行操作就可以了。但现在有一个部分，我必须将整个向量乘以一个常量 - 像这样：

float y[4];
float a1 =   25.0/216.0;  

for(j=0; j<4; j++){  
    y[j] = a1 * x[j];  
}

这样的事情：

float4 y;
float a1 =   25.0/216.0;  

y = a1 * x;

其中：

typedef double v4sf __attribute__ ((vector_size(4*sizeof(float)))); 

typedef union float4{
    v4sf v;
    float x,y,z,w;
} float4;

这当然行不通，因为我试图对不兼容的数据类型进行乘法运算现在，我可以做类似的事情：
float4 a1 = (v4sf){25.0/216.0, 25.0/216.0, 25.0/216.0, 25.0/216.0} 但只是让我感到愚蠢，即使我写一个宏来做这件事。此外，我非常肯定不会产生非常有效的代码。

谷歌搜索没有给出明确答案（见Load constant floats into SSE registers）。

那么将整个矢量乘以相同常数的最佳方法是什么？

Answer 1

只需使用内在函数并让编译器处理它，例如

__m128 vb = _mm_set_ps(1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f); // vb = { 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 }
__m128 va = _mm_set1_ps(25.0f / 216.0f); // va = { 25.0f / 216.0f, 25.0f / 216.0f, 25.0f / 216.0f, 25.0f / 216.0f }
__m128 vc = _mm_mul_ps(va, vb); // vc = va * vb

如果查看生成的代码，它应该非常有效 - 25.0f / 16.0f值将在编译时计算，而_mm_set1_ps生成通常会生成合理有效的代码来映射向量。

另请注意，在进入一个完成大部分实际工作的循环之前，通常只会初始化一个常量向量，例如va，因此它往往不会对性能至关重要。< / p>

Answer 2

没有理由为此需要使用内在函数。 OP只想做一个广播。这与SIMD添加的SIMD操作基本相同。任何体面的SIMD库/扩展都必须支持广播。正如OpenCL所做的那样，Agner Fog的矢量类确实如此，GCC documention清楚地表明它确实如此。

a = b + 1;    /* a = b + {1,1,1,1}; */
a = 2 * b;    /* a = {2,2,2,2} * b; */

以下代码编译得很好

#include <stdio.h>
int main() {     
    typedef float float4 __attribute__ ((vector_size (16)));

    float4 x = {1,2,3,4};
    float4 y = (25.0f/216.0f)*x;
    printf("%f %f %f %f\n", y[0], y[1], y[2], y[3]);
    //0.115741 0.231481 0.347222 0.462963
}

您可以在http://coliru.stacked-crooked.com/a/de79cca2fb5d4b11

看到结果

将该代码与内在代码进行比较，并清楚哪一个更具可读性。它不仅更具可读性，而且更容易移植到例如ARM霓虹灯。它看起来与OpenCL C代码非常相似。

Answer 3

这或许可能不是最好的方式，但这是我在SSE中涉足的方法。

float4 scale(const float s, const float4 a)
{
  v4sf sv = { s, s, s, 0.0f };
  float4 r = { .v = __builtin_ia32_mulps(sv, a.v) };
  return r;
}

float4 y;
float a1;

y = scale(a1, y);

使用SSE将常数乘以常数

3 个答案: