GCC 中用于除法的 SIMD (SSE) 指令答案

【问题标题】：SIMD (SSE) instruction for division in GCCGCC 中用于除法的 SIMD (SSE) 指令
【发布时间】：2010-09-30 21:04:49
【问题描述】：

如果可能，我想使用 SSE 指令优化以下 sn-p：

/*
 * the data structure
 */
typedef struct v3d v3d;
struct v3d {
    double x;
    double y;
    double z;
} tmp = { 1.0, 2.0, 3.0 };

/*
 * the part that should be "optimized"
 */
tmp.x /= 4.0;
tmp.y /= 4.0;
tmp.z /= 4.0;

这可能吗？

【问题讨论】：

为什么不能乘以 0.25？

标签： c optimization gcc sse simd

【解决方案1】：

我在windows下用过SIMD扩展，在linux下还没用过。话虽如此，您应该能够利用DIVPS SSE 操作，它将一个 4 浮点向量除以另一个 4 浮点向量。但是您使用的是双打，所以您需要 SSE2 版本DIVPD。我差点忘了，请确保使用-msse2 开关构建。

我找到了一个页面，其中详细介绍了一些 SSE GCC 内置函数。它看起来有点旧，但应该是一个好的开始。

http://ds9a.nl/gcc-simd/

【讨论】：

不过，我似乎无法为 DIVPD 找到合适的 GCC 内置函数。
这是一个完整的列表直gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.2/gcc/…
v2df __builtin_ia32_divpd (v2df, v2df)，似乎是我要找的。谢谢。
推荐你使用内在函数，不是内置函数，因为它们更便携，并且弃用 SIMD 内置函数：codeproject.com/KB/recipes/sseintro.aspx

【解决方案2】：

tmp.x *= 0.25;够了吗？

请注意，对于 SSE 说明（如果您想使用它们），重要的是：

1) 所有的内存访问都是 16 个字节

2) 操作循环执行

3) 不执行 int float 或 float 双重转换

4) 尽可能避免分裂

【讨论】：

为什么需要循环？它有回报吗？
无论如何，如果您需要帮助，您将不得不从您的代码中发布更多内容，而不仅仅是一条线。
有时避免除法是不正确的。例如，如果数字是 5 而不是 4，则乘以 0.2 而不是除以 5.0 是不正确的（它会产生明显错误的结果），因为没有像 0.2 这样的浮点数（最接近 0.2 的浮点数稍微更少，即 0.19999999999...)。
@R 你是对的。但考虑到guest 给出的大量细节，它可能是一个可行的选择。
R：在任何情况下，除法的答案与乘以倒数的结果不同吗？

【解决方案3】：

您要查找的内在函数是 _mm_div_pd。这是一个有效的示例，足以引导您朝着正确的方向前进：

#include <stdio.h>

#include <emmintrin.h>

typedef struct
{
    double x;
    double y;
    double z;
} v3d;

typedef union __attribute__ ((aligned(16)))
{
    v3d a;
    __m128d v[2];
} u3d;

int main(void)
{
    const __m128d vd = _mm_set1_pd(4.0);
    u3d u = { { 1.0, 2.0, 3.0 } };

    printf("v (before) = { %g %g %g }\n", u.a.x, u.a.y, u.a.z);

    u.v[0] = _mm_div_pd(u.v[0], vd);
    u.v[1] = _mm_div_pd(u.v[1], vd);

    printf("v (after) = { %g %g %g }\n", u.a.x, u.a.y, u.a.z);

    return 0;
}

【讨论】：