SSE 整数 2 的 2^n 次方，用于不带 AVX2 的 32 位整数答案

【问题标题】：SSE integer 2^n powers of 2 for 32-bit integers without AVX2SSE 整数 2 的 2^n 次方，用于不带 AVX2 的 32 位整数
【发布时间】：2019-12-18 15:12:09
【问题描述】：

我找不到用于计算 32 位整数向量 __m128i 的 SSE 指令。

是否有执行以下伪代码的指令或函数？

__m128i power_of_two(__m128i b) {
    __m128 r;
    for (int i = 0; i < 4; i++)
        r[i] = 1 << b[i];
    return r;
}

_mm_sll_epi32 指令只计算r[i] = a[i] << b[0]。

【问题讨论】：

每个元素的移位计数在AVX2 _mm_sllv_epi32 之前不存在。如果你不能只使用它，你必须模仿它，例如拆包和混合 (SSE2 shift by vector)。或者对于具有不同但恒定的移位计数的右移位，乘以并移位Shifting 4 integers right by different values SIMD。
对于要移动的值是常量1 的情况，x86 可以非常有效地处理标量（bts reg, reg 给定一个归零的目标）。但是使用 SSSE3，您也许可以将 pshufb 构建为查找表。如果您的计数始终为<= 7（或者可能是<= 15，还有更多工作），那么pshufb 是完美的。如果所有 4 个计数总是彼此靠近（前导位相同），那么您可以将计数分成低字节中 pshufb 的字节内位，然后是带有共同前缀的 _mm_sll_epi32 它们都分享。（所以 AND / ANDN 将它们分开）。
这也有一个浮动黑客
也相关：AVX alternative of AVX2's vector shift?
@harold：哦，对了！偏置计数并将其填充到指数字段中，然后将该 FP 位模式转换为整数。如果您没有 count < 8 之类的任何限制，这可能最适合吞吐量。

标签： c++ x86 sse simd intrinsics

【解决方案1】：

在 AVX2 之前没有单条指令，但即使只有 SSE2，也有一个技巧滥用浮点格式来生成 2 的幂，方法是使用整数运算生成指数字段，然后将其从浮点数转换为整数.可能有更快的选择。

__m128i power_of_two(__m128i b) {
    __m128i exp = _mm_add_epi32(b, _mm_set1_epi32(127));
    __m128 f = _mm_castsi128_ps(_mm_slli_epi32(exp, 23));
    return _mm_cvtps_epi32(f);
}

【讨论】：

谢谢。我需要更频繁地考虑 SSE 的浮动技巧。