SSE指令集：如何对浮点数进行掩码操作并使用按位与运算？

Question

基本上这个问题与x86汇编有关，其中有一个数字，你想将它设置为零或数字本身，使用and。如果你用负一and这个数字，你会得到数字本身，但如果你用零and它，你就得到了零。

现在我在SSE指令方面遇到的问题是，浮点数在二进制中与双精度浮点数不同（或者可能我弄错了）。无论如何，这就是代码，我尝试使用各种浮点数来屏蔽第二个和第三个数字（分别为127.0f和99.0f），但没有成功。

#include <xmmintrin.h>
#include <stdio.h>

void print_4_bit_num(const char * label, __m128 var)
{
    float *val = (float *) &var;
    printf("%s: %f %f %f %f\n",
       label, val[3], val[2], val[1], val[0]);
}
int main()
{
    __m128 v1 = _mm_set_ps(1.0f, 127.0f,  99.0f, 1.0f);
    __m128 v2 = _mm_set_ps(1.0f, 65535.0f, 127.0f, 0.0f);
    __m128 v = _mm_and_ps(v1, v2);

    print_4_bit_num("v1", v1);
    print_4_bit_num("v2", v2);
    print_4_bit_num("v ", v);

    return 0;
}

- pandoragami

Answer 1

当你使用AND时，需要使用按位（整数）掩码。例如，要清除向量中的交替值，可以执行以下操作：

__m128 v1 = _mm_set_ps(1.0f, 127.0f,  99.0f, 1.0f);
__m128 v2 = _mm_castsi128_ps(_mm_set_epi32(0, -1, 0, -1));
__m128 v = _mm_and_ps(v1, v2); // => v = { 0.0f, 127.0f, 0.0f, 1.0f }

- Paul R

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_mm_castsi128_ps和_mm_set_epi32的头文件是什么？非常感谢。 - pandoragami

这只是基本的SSE2内容，所以要#include "emmintrin.h"。将来可以参考非常有用的Intel Intrinsics Guide。 - Paul R

Answer 2

你可以将任何SSE向量转换为相同大小的任何SSE向量类型（128位或256位），你将获得与以前完全相同的位；不会有任何实际代码。显然，如果你将4个浮点数转换为2个双精度浮点数，那么你会得到无意义的结果，但对于你的情况，你可以将浮点数转换为某个整数类型，执行AND运算，再将结果转换回来。

- gnasher729

Answer 3

如果您拥有SSE4.1（我敢打赌您肯定有），那么您应该考虑使用_mm_blendv_ps(a,b,mask)。它仅使用其mask参数的符号位，并实现了矢量化的mask<0?b:a。

- Walter