128-битный счетчик SSE?

Мне нужна функция переменной __m128i, которая имеет период 2^128. Ему не нужно монотонно увеличиваться (как счетчик), но посещать каждое значение один раз.

самый простой пример, который я мог придумать, на самом деле 128-битный счетчик, но я обнаружил, что это трудно реализовать в SSE. Есть ли более простые / быстрые решения?

7
avx intrinsics optimization sse

2 ответов

вот монотонный счетчик. Хотя я не уверен, что это можно назвать простым.

если ONE и ZERO всегда находятся в регистрах, тогда это должно компилироваться до 5 инструкций. (7 или 8, если VEX-кодирование не используется)

inline __m128i nextc(__m128i x){
    const __m128i ONE = _mm_setr_epi32(1,0,0,0);
    const __m128i ZERO = _mm_setzero_si128();

    x = _mm_add_epi64(x,ONE);
    __m128i t = _mm_cmpeq_epi64(x,ZERO);
    t = _mm_and_si128(t,ONE);
    t = _mm_unpacklo_epi64(ZERO,t);
    x = _mm_add_epi64(x,t);

    return x;
}

тестовый код (MSVC):

int main() {

    __m128i x = _mm_setr_epi32(0xfffffffa,0xffffffff,1,0);

    int c = 0;
    while (c++ < 10){
        cout << x.m128i_u64[0] << "  " << x.m128i_u64[1] << endl;
        x = nextc(x);
    }

    return 0;
}

выход:

18446744073709551610  1
18446744073709551611  1
18446744073709551612  1
18446744073709551613  1
18446744073709551614  1
18446744073709551615  1
0  2
1  2
2  2
3  2

немного лучшая версия, предложенная @Norbert P. Это экономит 1 инструкцию над моим оригинальным решением.

inline __m128i nextc(__m128i x){
    const __m128i ONE = _mm_setr_epi32(1,0,0,0);
    const __m128i ZERO = _mm_setzero_si128();

    x = _mm_add_epi64(x,ONE);
    __m128i t = _mm_cmpeq_epi64(x,ZERO);
    t = _mm_unpacklo_epi64(ZERO,t);
    x = _mm_sub_epi64(x,t);

    return x;
}
5

никогда не забывайте принцип поцелуя.

вставка этого (целые числа без знака должны обертываться стандартом C, следовательно, посещая каждое значение только один раз):

__uint128_t inc(__uint128_t x) {
  return x+1;
}

на этой выходы (для x64):

    addq    , %rdi
    adcq    , %rsi
    movq    %rdi, %rax
    movq    %rsi, %rdx
    ret

легкая/достаточно быстро? Если вы встроите это, вы, вероятно, сможете уйти с помощью только addq/adcq (the movqs и ret требуются x64 ABI: если вы встроите функцию, они не являются обязательно)

в адрес комментарий Воо о suckiness в MSVC, вы можете использовать следующее:

inline void inc(unsigned long long *x, unsigned long long *y) {
  if (!++*x) ++*y; // yay for obfuscation!
}

у меня нет установки MSVC поблизости, поэтому я не могу ее проверить, но это должны дайте что-то похожее на то, что я опубликовал выше. Тогда, если вы действительно нужен __m128i, вы должны быть в состоянии cast две половинки.

4