将 __m128i 值转换为 std::tuple

Posted 2023-02-16

【中文标题】将 __m128i 值转换为 std::tuple

【英文标题】：Convert __m128i value into std::tuple

【发布时间】：2017-05-12 12:14:27

【问题描述】：

想象一下，经过一些 SIMD 计算，我得到一个 __m128i 值，其中第四个字段的值为零。是否有一种简单便携的方法可以将其他三个字段转换为std::tuple<int,int,int>，记住它不是standard layout？

【问题讨论】：

“简单”经常与“便携”和/或“符合标准”相冲突。 std::tuple<int, int, int> 不要求具有标准布局。但是，您可能会发现大多数实现产生的内存布局与您预期的一样。如果是这种情况，如果不要求严格遵守标准，您脑海中已有的实现可能会起作用。由于您引用了__m128i，因此您使用的是x86，所以我不考虑int 可能有的任何奇怪的填充/对齐要求； __m128i 的布局与 int[4] 一样。

@JasonR：tuple 的字段顺序未指定...所以 “可能工作” 对 IMO 过于乐观。

@Jason R 实际上，对于 x86 平台上的 SIMD 'm128' _requires 对齐（16）

@Jarod42：也许吧。给 OP 的教训可能是不，没有可移植或符合标准的方法来做到这一点。话虽如此，有很多 C++ 代码并不完全符合标准。如果您可以绑定您的一组平台和编译器/库版本，并且您愿意承担未来可能出现的维护难题，那么这可能是可能的。

@Swift：我从事类似的项目。我鼓励您将_mm_load_ps() 更改为_mm_loadu_ps() 进行基准测试。您会发现，在类似的条件下，它们的性能基本上无法区分；您使用的指令的选择并不重要。话虽如此，对齐加载可以更快，因为它们保证不会跨越缓存行或页面边界，但使用哪种类型的指令并不重要。假设未对齐的 128 位内存操作可以简化您的代码结构并放松对输入和输出的约束。

【参考方案1】：

丑陋，但便携。我不相信有快速的解决方案，因为std::tuple 没有定义内存布局。所以只需将这三个值复制到一个元组中。

std::tuple<int, int, int> to_tuple(__m128i& value)

    auto* ptr = reinterpret_cast<int*>(&value);
    return std::make_tuple(ptr[0], ptr[1], ptr[2]);

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为什么需要这个？也许您可以通过其他方式解决您的问题。

【讨论】：

这就是我正在做的，尽管使用_mm_storeu_si128 而不是reinterpret_cast，但我认为生成的程序集是相同的。我希望有一个更优雅的解决方案......