SSE指令集_mm_and_ps的奇怪行为

Question

以下代码段：

__m128 a   = _mm_setr_ps( 1, 2, 3, 4 );
__m128 b   = _mm_set1_ps( 2 );
__m128 res = _mm_and_ps( a, b );
cout << a[0] << " " << a[1] << " " << a[2] << " " << a[3] << endl;
cout << b[0] << " " << b[1] << " " << b[2] << " " << b[3] << endl;
cout << res[0] << " " << res[1] << " " << res[2] << " " << res[3] << endl;
cout<<endl;
cout << ( 1 & 2 ) << " " << ( 2 & 2 ) << " " << ( 3 & 2 ) << " " << ( 4 & 2 ) << endl;

结果为：

1 2 3 4
2 2 2 2
0 2 2 2

0 2 2 0

SSE操作的结果难道不应该是0 2 2 0吗？因为2 = 010, 4 = 100 => 2&4 = 0。根据文档：

__m128 _mm_and_ps(__m128 a, __m128 b)

计算a和b的四个SP FP值的按位与。

R0 R1 R2 R3

a0 & b0 a1 & b1 a2 & b2 a3 & b3

- Blue

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为什么不显示a和b的中间值？ - Jonathon Reinhart

请检查编辑..... - Blue

Answer 1

我找到的文档说：

计算 a 和 b 的四个单精度浮点数值的按位 AND。

(我强调)

2 和 4 将具有相同的尾数 (0，加上一个隐含的前导 1 位)，以及分别为 128 和 129 的指数。这些的按位与是零尾数和指数为 128（== 2.0）。

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编辑

如果您想对非负整数进行按位 AND 运算，则可以添加偏移量。如果您使用 8388608（== 1<<23）的偏移量，则可以像预期的那样对 0..8388607 进行位运算。

const float offset=8388608;
__m128 mm_offset = _mm_set1_ps();
__m128 a   = _mm_setr_ps( 1, 2, 3, 4 );
a =_mm_add_ps(mm_offset,a);
__m128 b   = _mm_set1_ps( 2+offset );
__m128 res = _mm_and_ps( a, b );
res = _mm_sub_ps(res,mm_offset);

- Martin Bonner supports Monica

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如果需要的话，您也可以在整数数据上使用SSE1 andps。 （这会有轻微的性能影响）。它仍然是一个AND操作，直到您使用实际的FP指令之前，它不关心位的含义。 如果您从未这样做，并且只存储结果，则一切都没问题。 - Peter Cordes