sse4.2 指令集
簡介
全稱是 Sreaming SIMD Extensions， 它是一組Intel CPU指令，用於像信號處理、科學計算或者3D圖形計算一樣的應用。其優勢包括：更高分辨率的圖像瀏覽和處理、高質量音頻、MPEG2視頻、同時MPEG2加解密；語音識別占用更少CPU資源；更高精度和更快響應速度。使用SSE指令集，主要是通過8個128-bit的寄存器：xmm0到xmm7 來完成的。在Linux下可以使用cat /proc/cpuinfo來查看CPU支持哪些指令集。 SSE的指令集是X86架構CPU特有的，對於ARM架構、MIPS架構等CPU是不支持的，所以使用了SSE指令集的程序，是不具備可移植標准的。
sse4.2 指令集為什么比普通指令集快
SSE（Stream SIMD Extentions，數據流單指令多數據擴展）是英特爾繼MMX（Multi Media eXtension，多媒體擴展指令集）之后推出的新一代CPU指令集。MMX提供了8個64bit的寄存器進行SIMD操作，SSE系列提供了8個128bit的寄存器進行SIMD操作。而最新的AVX指令則支持256bit的SIMD操作。
如下圖所示，SSE新增的8個128位寄存器（xmm0 ~ xmm7），每個寄存器可以用來存放4個32位單精度浮點數，8個16位整型數。也就是說，SSE中的所有計算都是一次性針對4個浮點數來完成的，這種批處理會帶來顯著的效率提升。使用SSE優化之后，我們的代碼不一定會得到4倍速的提升，因為編譯器可能已經自動對某些代碼進行SSE優化了。
如何使用sse指令
使用SSE指令有兩種方式：一是直接在C/C++中嵌入（匯編）指令；二是使用Intel C++ Compiler或是Microsoft Visual C++中提供的支持SSE指令集的intrinsics內聯函數。從代碼可讀和維護角度講，推薦使用intrinsics內聯函數的形式。intrinsics是對MMX、SSE等指令集的一種封裝，以函數的形式提供，使得程序員更容易編寫和使用這些高級指令，在編譯的時候，這些函數會被內聯為匯編，不會產生函數調用的開銷。想要使用SSE指令，則需要包含對應的頭文件：
#include <mmintrin.h> //mmx
#include <xmmintrin.h> //sse
#include <emmintrin.h> //sse2
#include <pmmintrin.h> //sse3
1：#pragma simd //使用編譯器指示符
2：使用內置函數(intrinsics)的方式，如SSE _mm_add_ps
使用sse4.2優化 crc32c
通用寫法，支持4字節、2字節、1字節對齊的crc 運算
#include "nmmintrin.h"
uint32_t extend(uint32_t init_crc, const char *data, size_t n)
{
uint32_t res = init_crc ^ 0xffffffff;
size_t i;
#ifdef __x86_64__
uint64_t *ptr_u64;
uint64_t tmp;
#endif
uint32_t *ptr_u32;
uint16_t *ptr_u16;
uint8_t *ptr_u8;
// aligned to machine word's boundary
for (i = 0; (i < n) && ((intptr_t)(data + i) & ALIGN_MASK); ++i) {
res = _mm_crc32_u8(res, data[i]);
}
#ifdef __x86_64__
tmp = res;
while (n - i >= sizeof(uint64_t)) {
ptr_u64 = (uint64_t *)&data[i];
tmp = _mm_crc32_u64(tmp, *ptr_u64);
i += sizeof(uint64_t);
}
res = (uint32_t)tmp;
#endif
while (n - i >= sizeof(uint32_t)) {
ptr_u32 = (uint32_t *)&data[i];
res = _mm_crc32_u32(res, *ptr_u32);
i += sizeof(uint32_t);
}
while (n - i >= sizeof(uint16_t)) {
ptr_u16 = (uint16_t *)&data[i];
res = _mm_crc32_u16(res, *ptr_u16);
i += sizeof(uint16_t);
}
while (n - i >= sizeof(uint8_t)) {
ptr_u8 = (uint8_t *)&data[i];
res = _mm_crc32_u8(res, *ptr_u8);
i += sizeof(uint8_t);
}
return res ^ 0xffffffff;
};