从四个 __m128i 变量的 64 个高位或低位初始化 __m256i

Posted 2023-02-16

【中文标题】从四个 __m128i 变量的 64 个高位或低位初始化 __m256i

【英文标题】：Initialize __m256i from 64 high or low bits of four __m128i variables

【发布时间】：2014-07-06 08:26:37

【问题描述】：

假设我有四个 __m128i 变量，其中包含一些计算产生的数据。例如，让我们说：

__m128i a = _mm_set_epi64x(1, 11);
__m128i b = _mm_set_epi64x(2, 22);
__m128i c = _mm_set_epi64x(3, 33);
__m128i d = _mm_set_epi64x(4, 44);

我想初始化两个__m256i 变量，其中第一个包含四个变量的所有高 64 位，第二个包含每个变量的低 64 位。所以我想拥有：

__m256i x = ...; // x =  4, 3, 2, 1 ;
__m256i y = ...; // y =  44, 33, 22, 11 ;

这样做的明显方法是使用_mm256_set_epi64x 和_mm_extract_epi64。但是，它可能不是特别快。有没有更快的方法呢？特别是，对于访问 64 位高位，我没有看到合适的负载（SSE2 中有低 64 位的负载）或随机播放指令（似乎没有“64 位随机播放”）。

【问题讨论】：

你看到的加载低 64 位的指令是什么？

@JohnZwinck _mm_loadl_epi64，但它适用于 128 位寄存器。

您提到没有 64 位随机播放，但谁需要呢？我们有 _mm256_shuffle_epi32，如果我们想要 shuffle 64 位块，我们可以声明我们正在做 32 位块并进行 shuffle，以便相邻的 32 位块一起移动。

【参考方案1】：

如果我正确理解您的问题，这是一个简单的 4x2 转置（或 2x4 转置？）。

这是对我有用的代码：

#include <iostream>
#include <immintrin.h>

using namespace std;
int main() 
    __m128i a = _mm_set_epi64x(1, 11);
    __m128i b = _mm_set_epi64x(2, 22);
    __m128i c = _mm_set_epi64x(3, 33);
    __m128i d = _mm_set_epi64x(4, 44);

    __m256i ac = _mm256_castsi128_si256(a);
    ac = _mm256_inserti128_si256(ac, c, 1); // 3, 33, 1, 11

    __m256i bd = _mm256_castsi128_si256(b);
    bd = _mm256_inserti128_si256(bd, d, 1); // 4, 44, 2, 22

    __m256i high = _mm256_unpackhi_epi64(ac, bd);
    __m256i low = _mm256_unpacklo_epi64(ac, bd);

    uint64_t t[4];

    _mm256_storeu_si256((__m256i*) t, high);

    for (int i = 0; i < 4; ++i) 
        cout << t[i] << endl;
    

    _mm256_storeu_si256((__m256i*) t, low);

    for (int i = 0; i < 4; ++i) 
        cout << t[i] << endl;
    

    return 0;

这应该编译成 4 条指令。

【讨论】：

聪明。我的尝试看起来像六个指令。