将 64 位整数加载到双精度 SSE2 寄存器的最佳方法？

Posted 2023-02-16

【中文标题】将 64 位整数加载到双精度 SSE2 寄存器的最佳方法？

【英文标题】：Best way to load a 64-bit integer to a double precision SSE2 register?

【发布时间】：2013-03-22 11:16:56

【问题描述】：

在 32 位模式下将 64 位整数值加载到 xmm SSE2 寄存器中的最佳/最快方法是什么？

在 64 位模式下，cvtsi2sd 可以使用，但在 32 位模式下，它只支持 32 位整数。

到目前为止，我还没有找到更多的东西：

使用fild、fstp 堆叠然后movsd 到xmm 寄存器 加载高 32 位部分，乘以 2^32，加上低 32 位

第一个解决方案很慢，第二个解决方案可能会引入精度损失（edit:无论如何它很慢，因为必须将低 32 位转换为无符号...）

有更好的方法吗？

【问题讨论】：

在浮点数中将前 32 位乘以 2**32 不会截断/舍入它们。只有当您将低 32 位添加到它们时，总和才会被舍入/截断，这就是您使用第一种方法得到的结果。除非我遗漏了什么，否则这两种方法是等效的（性能除外）。

FWIW gcc 似乎使用第一种方法（fild、fst、movsd）。

第二个选项其实很慢，我错误地将cvtsi2sd用于低32位，但这是不正确的，它需要转换为无符号，没有CPU指令存在，所以它很慢。 ..

IEEE doubles 和魔术常数的内部表示有一个技巧，例如：software.intel.com/en-us/forums/topic/301988，但不知道速度

这里有更好的解释（对于未签名）：***.com/questions/13734191/…

【参考方案1】：

你的第二个选项可以工作，虽然它有点笨拙。我假设您的 64 位数字最初位于 edx:eax 中。

cvtsi2sd xmm0, edx              // high part * 2**-32
mulsd    xmm0, [2**32 from mem] // high part
movsd    xmm2, [2**52 from mem]
movd     xmm1, eax
orpd     xmm1, xmm2             // (double)(2*52 + low part as unsigned)
subsd    xmm1, xmm2             // (double)(low part as unsigned)
addsd    xmm0, xmm1             // (double)(high part + low part as unsigned)

除了可能的最后一个之外的所有操作都是精确的，所以这是正确的四舍五入。应该注意的是，当输入为0 并且mxcsr 设置为round-to-minus-infinity 时，此转换会产生-0.0。如果它被用于旨在提供 IEEE-754 一致性的编译器的运行时库中，则需要解决此问题，但对于大多数使用而言这不是问题。