assembly - 有没有办法在 x86 上使用 MMX/SSE 减去压缩的无符号双字？

Question

我一直在看 MMX/SSE，我想知道。有用于无符号字节和字的压缩饱和减法的指令，但不是双字。

有没有办法做我想做的事，或者如果没有，为什么没有？

Answer 1

如果您有可用的 SSE4.1，我认为您不会比使用@harold 建议的pmaxud+方法更好。psubd有了 AVX2，您当然也可以使用相应的 256 位变体。

__m128i subs_epu32_sse4(__m128i a, __m128i b){
    __m128i mx = _mm_max_epu32(a,b);
    return _mm_sub_epi32(mx, b);
}

如果没有 SSE4.1，您需要以某种方式比较两个参数。不幸的是，没有epu32比较（不是在 AVX512 之前），但是您可以通过首先将0x80000000两个参数相加（在这种情况下相当于 xor-ing）来模拟一个：

__m128i cmpgt_epu32(__m128i a, __m128i b) {
    const __m128i highest = _mm_set1_epi32(0x80000000);
    return _mm_cmpgt_epi32(_mm_xor_si128(a,highest),_mm_xor_si128(b,highest));
}

__m128i subs_epu32(__m128i a, __m128i b){
    __m128i not_saturated = cmpgt_epu32(a,b);
    return _mm_and_si128(not_saturated, _mm_sub_epi32(a,b));
}

在某些情况下，最好将比较替换为对最高位进行一些位旋转并使用移位将其广播到每个位（这替换了一个pcmpgtd和三位逻辑操作（并且必须0x80000000至少加载一次）一个psrad和五个位逻辑操作）：

__m128i subs_epu32_(__m128i a, __m128i b) {
    __m128i r = _mm_sub_epi32(a,b);
    __m128i c = (~a & b) | (r & ~(a^b)); // works with gcc/clang. Replace by corresponding intrinsics, if necessary (note that `andnot` is a single instruction)
    return _mm_srai_epi32(c,31) & r;
}

Godbolt-Link，还包括adds_epu32变体：https ://godbolt.org/z/n4qaW1 奇怪的是，对于非 SSE4.1 变体，clang 比 gcc 需要更多的寄存器副本。另一方面，当使用 SSE4.1 编译时，clang 找到了变体的pmaxud优化： https ://godbolt.org/z/3o5KCmcmpgt_epu32