有没有办法增加 xmm 寄存器中的值？

Posted 2023-02-16

【中文标题】有没有办法增加 xmm 寄存器中的值？

【英文标题】：Is there a way to increase a value in a xmm register?

【发布时间】：2016-07-10 17:11:54

【问题描述】：

我想知道，有没有办法增加 xmm 寄存器中的值，还是只能将一个值移入一个？

我的意思是，你可以这样做：

inc eax

或者像这样：

inc [ebp+7F00F000]

有没有办法对 xmm 做同样的事情？

我已经尝试过类似的东西，但是......它不起作用

  inc [rbx+08]
  movss xmm1,[rbx+08]

我什至尝试过一些非常愚蠢的方法，但也没有用

push edx
pextrw edx,xmm2,0
add edx,1
mov [rbx+08],edx
movss xmm1,[rbx+08]
pop edx

【问题讨论】：

你想增加一个 xmm 寄存器中的所有整数值，还是只增加一个？

Add a constant value to a xmm register in x86的可能重复

@HansPassant：这是在询问浮点数。这似乎不是，因为它使用整数inc 和pextrw。否则OP真的很困惑。如果它应该是关于浮点的，那么显然你只需添加一个向量，该向量在除一个之外的所有元素中都为零。 （或者如果它是低元素，则使用addss，因为这些insn 与旧值合并）。

【参考方案1】：

xmm regs 没有 inc 等效项，paddw 也没有立即操作数形式（因此也没有 add eax, 1 等效项）。

paddw (and other element sizes) 仅适用于 xmm/m128 源操作数。所以如果你想增加一个向量的一个元素，你需要从内存中加载一个常量or generate it on the fly。

例如增加 xmm0 的所有元素的最便宜的方法是：

; outside the loop
pcmpeqw    xmm1,xmm1     # xmm1 = all-ones = -1

; inside the loop
psubw      xmm0, xmm1    ; xmm0 -= -1   (in each element).  i.e. xmm0++

或者

paddw      xmm0, [ones]  ; where ones is a static constant.

如果构造常量需要多于两条指令，或者如果寄存器压力是一个问题，那么从内存中加载常量可能是一个好主意。

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如果你想构造一个常量来只增加低 32 位元素，例如，你可以使用字节移位将其他元素归零：

; hoisted out of the loop
pcmpeqw    xmm1,xmm1     # xmm1 = all-ones = -1
psrldq     xmm1, 12      # xmm1 = [ 0 0 0 -1 ]


; in the loop
psubd      xmm0, xmm1

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如果您的尝试应该只增加 xmm2 中的低 16 位元素，那么是的，这是一个愚蠢的尝试。 IDK 你正在做什么存储到[rbx+8]，然后加载到 xmm1（将高 96 位归零）。

以下是如何以不那么愚蠢的方式编写 xmm -> gp -> xmm 往返行程。 （与带有矢量常数的paddw 相比仍然很糟糕）。

# don't push/pop.  Instead, pick a register you can clobber without saving/restoring
movd    edx, xmm2       # this is the cheapest way to get the low 16.  It doesn't matter that we also get the element 1 as garbage in the high half of edx
inc     edx             # we only care about dx, but this is still the most efficient instruction
pinsrw  xmm2, edx, 0    # normally you'd just use movd again, but we actually want to merge with the old contents.

如果您想使用 16 位以外的元素，您可以使用 SSE4.1 pinsrb/d/q，或者使用 movd 和随机播放。

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请参阅Agner Fog's Optimize Assembly 指南，了解有关如何使用 SSE 向量的更多好技巧。还有x86 标签维基中的其他链接。

【参考方案2】：

简而言之，不，不是你想的那样。

在 SSE 下，所有原始 XMM 寄存器都是浮点寄存器。浮点数没有自增操作。

SSE2 增加了一些整数类型的寄存器，但是仍然没有增量。这些寄存器和附加操作实际上是为高速算术运算而设计的，包括点积、四舍五入的精确积等。

增量操作是您希望发现应用于通用寄存器或累加器的东西。

您可能会发现 this set of slides 在一般概述和功能方面提供了一些信息。

【讨论】：

SSE2 使用相同的 XMM 寄存器，它只是添加了对整数数据类型进行操作的指令，包括用于 b/w/d/q 元素大小的整数加法/减法。在 XMM regs 中进行向量整数相加是完全正常的。如果您愿意，您甚至可以将它们用于implement a Fibonacci sequence generator。

Peter，当 int 和 fp 块分开时，现代 AMD/Intel 上的 SSE2 是否对 int 和 fp 使用相同的 XMM 寄存器，并且在 AMD 中它们有单独的 PRF：hothardware.com/articleimages/Item1552/BobcatDetail1.jpg

@osgx：之前没有看到你的回复，因为你没有@-通知我。我的意思是相同的架构寄存器。 Intel 和 AMD CPU 对 vector-int 和 vector-fp 有单独的转发网络。但是，Intel SnB 系列肯定是uses a single PRF for all vector registers.。由于大多数代码不会同时使用两者，这为相同的硅区域提供了更多的乱序执行能力。我认为山猫实际上是一样的：“int”块是标量整数（通用）寄存器。注意 IntMul 单位：FP 在这里仅表示 XMM/MMX/x87。