【问题标题】:Using SIMD, how can I expand a 8-bit mask to 16-bit mask?使用 SIMD,如何将 8 位掩码扩展为 16 位掩码?
【发布时间】:2017-02-21 03:26:32
【问题描述】:

我正在尝试使用 simd 重写这段代码:

int16_t v;
int32_t a[16];
int8_t b[32];
...
((int16_t *)a[i])[0] = b[i]==1? -v:v;
((int16_t *)a[i])[1] = b[i]==1? -v:v;

我正在考虑使用_mm256_cmpeq_epi8 生成掩码向量,之后我可以使用_mm256_and_si256_mm256_andnot_si256 执行值选择。
问题是 b[i] 是 8 位整数,而 v 是 16 位。
如果掩码向量如{0xff, 0x00, 0xff, 0x00...},则需要将其扩展为{0xffff, 0x0000, 0xffff, 0x0000...},进行16位取值。
我该怎么做? (对不起我的英语)

编辑:
我在this question 的启发下找到了解决方案。
_mm256_shuffle_epi256 只能在 128 位通道内执行。 所以我将 _mm256i 掩码分成 2 个 _mm128i 寄存器。然后用_mm256_broadcastsi128_si256_mm256_shuffle_epi256 我得到了结果。

【问题讨论】:

    标签: c x86 simd avx avx2


    【解决方案1】:

    有一个解决办法:

    int16_t v;
    int32_t a[16];
    int8_t b[32];
    
    //((int16_t *)a[i])[0] = b[i]==1? -v:v;
    //((int16_t *)a[i])[1] = b[i]==1? -v:v;
    
    __m256i _1 = _mm256_set1_epi8(1);
    __m256i _b = _mm256_loadu_si256((__m256i*)b);
    
    __m256i mask8i = _mm256_cmpeq_epi8(_b, _1); // 8-bit compare mask
    
    __m256i permutedMask8i = _mm256_permute4x64_epi64(mask8i, 0xD8);
    __m256i mask16iLo = _mm256_unpacklo_epi8(permutedMask8i, permutedMask8i); // low part of 16-bit compare mask
    __m256i mask16iHi = _mm256_unpackhi_epi8(permutedMask8i, permutedMask8i); // high part of 16-bit compare mask
    
    __m256i positiveV = _mm256_set1_epi16(-v); //positive mask condition
    __m256i negativeV = _mm256_set1_epi16(v);  //negative mask condition
    
    __m256i _aLo = _mm256_blendv_epi8(negativeV, positiveV, mask16iLo);
    __m256i _aHi = _mm256_blendv_epi8(negativeV, positiveV, mask16iHi);
    
    _mm256_storeu_si256((__m256i*)a + 0, _aLo);
    _mm256_storeu_si256((__m256i*)a + 1, _aHi);
    

    【讨论】:

    • 这看起来比vpmovsxbw 的低半部分加上vextracti128/vpmovsxbw 的高半部分的吞吐量和延迟更差。或者一次比较 128 位,需要更多的负载。
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