SSE 指令中的 UnsignedSaturate 是啥意思？

Posted 2023-02-22

【中文标题】SSE 指令中的 UnsignedSaturate 是啥意思？

【英文标题】：What does UnsignedSaturate in SSE instruction mean?SSE 指令中的 UnsignedSaturate 是什么意思？

【发布时间】：2012-08-27 11:26:58

【问题描述】：

我正在将 SIMD 代码转换为等效的 c 代码。我被困在 SSE 指令之一

__m128i _mm_packus_epi16 (__m128i a, __m128i b)

返回

r0 := UnsignedSaturate(a0)
r1 := UnsignedSaturate(a1)

...
r7 := UnsignedSaturate(a7)
r8 := UnsignedSaturate(b0)
r9 := UnsignedSaturate(b1)
...
r15 := UnsignedSaturate(b7)

UnsignedSaturate 是什么意思？

【参考方案1】：

基本上，“饱和度”意味着超出某个“最大值”值的值设置为“最大值”，低于“最小值”值的值设置为“最小值”。通常，“min”和“max”是适用于某些数据类型的值。

因此，例如，如果您对无符号字节进行算术运算，“128+128”必须是“256”（即十六进制 0x100），它不适合一个字节。普通整数运算会产生溢出并丢弃不适合的部分，这意味着“128+128 -> 0”。使用饱和算术，“256 > 255”所以结果是 255。

另一种选择是缩放，它基本上将值“压缩”到更小的范围。饱和只会将它们切断。

您还可以使用它来将较大的类型转换为较小的类型，例如将 16 位值转换为 8 位值。您的示例很可能正是这样做的，尽管您可能比我更清楚您正在处理哪种类型。

“UnsignedSaturation”很可能有一个最小值“0”和一个“最大值”，无论结果类型的最大值是什么。因此，负输入变为“0”。

【参考方案2】：

该指令将 16 位有符号整数转换为 8 位无符号整数。问题是当值不合适时该怎么办。换句话说，小于 0 或大于 255。无符号饱和度指定该值随后被裁剪到其范围。也就是说，小于 0 的值转换为 0，大于 255 的转换为 255。

【讨论】：

C（非内部）中是否有此操作的等效项？因为常规铸造不会这样做（它不会饱和到零负值）。

【参考方案3】：

饱和仅仅意味着给定变量保持最大可能值而不是溢出。

unsigned short v1 = 65535;
unsigned (saturate) short v2 = 65535;

v1++;
v2++;
printf("v1=%u v2=%u\n", v1, v2);

打印 v1=0 v2=65535

标准 C 中不存在饱和的概念，必须由扩展提供。