SIMD(MMX/SSE/AVX)變量命名規范心得


  當使用Intrinsics函數來操作SIMD指令集(MMX/SSE/AVX等)時,會面對不同長度的SIMD數據類型,其中又分為多種緊縮格式。為此,我設計了一套SIMD變量命名規范,可以有效的提高代碼的可讀性。

一、SIMD數據類型簡介

  SIMD數據類型有——
__m64:64位緊縮整數(MMX)。
__m128:128位緊縮單精度(SSE)。
__m128d:128位緊縮雙精度(SSE2)。
__m128i:128位緊縮整數(SSE2)。
__m256:256位緊縮單精度(AVX)。
__m256d:256位緊縮雙精度(AVX)。
__m256i:256位緊縮整數(AVX)。
注:緊縮整數包括了8位、16位、32位、64位的帶符號和無符號整數。

  這些數據類型與寄存器的對應關系為——
64位MM寄存器(MM0~MM7):__m64。
128位SSE寄存器(XMM0~XMM15):__m128、__m128d、__m128i。
256位AVX寄存器(YMM0~YMM15):__m256、__m256d、__m256i。


二、SIMD變量命名規范

  參考匈牙利命名法(Hungarian notation),在變量名前面增加類型前綴。
  類型前綴為3個小寫字母,首字母代表寄存器寬度,最后兩個字母代表緊縮數據類型。

  寄存器寬度(首字母)——
m:64位MM寄存器。對應 __m64
x:128位SSE寄存器。對應 __m128、__m128d、__m128i。
y:256位AVX寄存器。對應 __m256、__m256d、__m256i。

  緊縮數據類型(兩個字母)——
mb:8位數據。用於只知道長度、不知道具體緊縮格式時。(b:Byte)
mw:16位數據。(w:Word)
md:32位數據。(d:DoubleWord)
mq:64位數據。(q:QuadWord)
mo:128位數據。(o:OctaWord)
mh:256位數據。(h:HexWord)
ub:8位無符號整數。
uw:16位無符號整數。
ud:32位無符號整數。
uq:64位無符號整數。
ib:8位帶符號整數。
iw:16位帶符號整數。
id:32位帶符號整數。
iq:64位帶符號整數。
fh:16位浮點數,即半精度浮點數。(h:Half)
fs:32位浮點數,即單精度浮點數。(s:Single)
fd:64位浮點數,即雙精度浮點數。(d:double)

  例如——
mub:64位緊縮字節(64位MMX寄存器,其中存放了8個8位無符號整數)。
xfs:128位緊縮單精度(128位SSE寄存器,其中存放了4個單精度浮點數)。
xid:128位緊縮帶符號字(128位SSE寄存器,其中存放了4個32位帶符號整數)。
yfd:256位緊縮雙精度(256位AVX寄存器,其中存放了4個雙精度浮點數)。
yfh:256位緊縮半精度(256位AVX寄存器,其中存放了16個半精度浮點數)。

 

三、示例代碼

  例如SSE累加求和程序——

int sum3_Intrinsics(int *a, int size)
{
    if (NULL==a)    return 0;
    if (size<0)    return 0;

    int s = 0;    // 返回值
    __m128i xidSum = _mm_setzero_si128();    // 累積。[SSE2] 賦初值0
    __m128i xidLoad;    // 加載
    int cntBlock = size / 4;    // 塊數。SSE寄存器能一次處理4個DWORD
    int cntRem = size & 3;    // 剩余數量
    __m128i* p = (__m128i*)a;
    for(int i = 0; i < cntBlock; ++i)
    {
        xidLoad = _mm_load_si128(p);    // [SSE2] 加載
        xidSum = _mm_add_epi32(xidSum, xidLoad);    // [SSE2] 帶符號32位緊縮加法
        ++p;
    }

    // 處理剩下的
    int* q = (int*)p;
    for(int i = 0; i < cntRem; ++i)    s += q[i];

    // 將累加值合並
    xidSum = _mm_hadd_epi32(xidSum, xidSum);    // [SSSE3] 帶符號32位水平加法
    xidSum = _mm_hadd_epi32(xidSum, xidSum);
    s += _mm_cvtsi128_si32(xidSum);    // [SSE2] 返回低32位

    return s;
}

   代碼出自——
http://topic.csdn.net/u/20120102/01/fc8d7aa4-bffc-4d9a-a34a-5056c6d27b54.html
#9樓


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