将单个浮点数移动到xmm寄存器

Question

将单个浮点数移动到xmm寄存器

c++gccx86ssesimd

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我想把一个XMM寄存器中存储的数据与单精度浮点值相乘，并将结果保存在另一个XMM寄存器中。我画了一张小图来更好地解释一下。

如您所见，我有一个XMM0寄存器，其中包含我的数据。例如，它包含：

xmm0 = |4.0|2.5|3.5|2.0|

每个浮点数都以4个字节存储。我的xmm0寄存器是128位，16个字节长。

这很好用。现在我想在另一个XMM寄存器（例如XMM1）中存储0.5，并将该寄存器与xmm0寄存器相乘，以便将存储在xmm0中的每个值乘以0.5。

我完全不知道如何将0.5存储在XMM寄存器中。您有什么建议吗？

顺便说一下：这是C++中的联机汇编。

void filter(image* src_image, image* dst_image)
{
    float* src = src_image->data;
    float* dst = dst_image->data;

    __asm__ __volatile__ (              
        "movaps (%%esi), %%xmm0\n"      
        // Multiply %xmm0 with a float, e.g. 0.5
        "movaps %%xmm0, (%%edi)\n" 

        :
        : "S"(src), "D"(dst) :  
    );
}

我想做的事情非常简单。我有一些图像数据存储在浮点数组中。这些数组的指针传递给汇编程序。movaps获取数组的前4个浮点值，将这16个字节存储在xmm0寄存器中。之后，xmm0应该乘以例如0.5。然后，“新”的值应该存储在edi中的数组中。

- Basic Coder

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现在最好使用内置函数。这样你的代码就不依赖于编译器，而且可以获得自动寄存器分配。 - Axel Gneiting

5个回答

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假设您正在使用指令集：__m128 halfx4 = _mm_set1_ps(0.5f); 编辑： 最好使用指令集：

__m128 x = _mm_mul_ps(_mm_load_ps(src), halfx4);
_mm_store_ps(dst, x);

如果src和dst浮点数据未对齐到16字节，需要使用_mm_loadu_ps和_mm_storeu_ps函数进行处理。但这两个函数的速度较慢。请留意HTML标签。

- Brett Hale

我可以在内联汇编中使用这个吗？ - Basic Coder

你可以将它作为操作数传递。你使用的是哪个编译器？ - Brett Hale

我在Linux上使用gcc。你说的“将其作为操作数传递”是什么意思？ - Basic Coder

您需要展示内联汇编块 - 特别是它的输入和输出。 - Brett Hale

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您需要使用MOVSS指令（将单精度浮点数从内存加载到SSE寄存器的最低4个字节），然后使用洗牌指令将此值填充到其他3个浮点数中。

movss  (whatever), %%xmm1
shufps %%xmm1, %%xmm1, $0

那也是 `_mm_set1_ps` 内在函数可能会这样做的方式。然后你可以乘以这些 SSE 值或者进行任何你想要的操作。

mulps %%xmm1, %%xmm0

- Christian Rau

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这是一种实现方式：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct img {
    float *data;
} image_t;

image_t *src_image;
image_t *dst_image;
void filter(image_t*, image_t*);

int main()
{
    image_t src, dst;
    src.data = malloc(64);
    dst.data = malloc(64);
    src_image=&src;
    dst_image=&dst;

    *src.data = 42.0;
    filter(src_image, dst_image);

    printf("%f\n", *dst.data);
    free(src.data);
    free(dst.data);
    return 0;
}

void filter(image_t* src_image, image_t* dst_image)
{
    float* src = src_image->data;
    float* dst = dst_image->data;

    __asm__ __volatile__ (              
        "movd   %%esi, %%xmm0;"
        "movd   %%xmm0, %%edi;"
        : "=D" (*dst)
        : "S" (*src)
    );
}

- Brian

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如果您正在使用带有gcc的c++并且拥有EasySSE，则您的代码可以如下所示：

void filter(float* src_image, float* dst_image){
    *(PackedFloat128*)dst_image =  Packefloat128(0.5) * (src_image+0);
}

假设给定的指针是16字节对齐的。您可以检查汇编代码以验证变量是否正确映射到向量寄存器。

- Ogan Ocali

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Stephen Canon · Accepted Answer

在评论中有人指出，对于这种非常简单的操作，最好使用内置函数：

void filter(image* src_image, image* dst_image)
{
    const __m128 data = _mm_load_ps(src_image->data);
    const __m128 scaled = _mm_mul_ps(data, _mm_set1_ps(0.5f));
    _mm_store_ps(dst_image->data, scaled);
}

只有在编译器生成错误的代码时（并且在向编译器供应商报告错误之后），才应该使用内联汇编。

如果您确实想要继续使用汇编语言，有许多方法可以完成此任务。您可以在ASM块外定义一个比例向量：

    const __m128 half = _mm_set1_ps(0.5f);

然后像使用其他操作数一样在 ASM 中使用它。

如果你真的想这样做，你可以不进行任何加载：

    "mov    $0x3f000000, %%eax\n"  // encoding of 0.5
    "movd   %%eax,       %%xmm1\n" // move to xmm1
    "shufps $0, %%xmm1,  %%xmm1\n" // splat across all lanes of xmm1

这只是两种方法，还有很多其他方法。您可以花些时间查看英特尔指令集参考资料。