simd笔记

simd笔记

1. 语义

1. 绝对值（一元运算）

其实就是将一个X个Y比特的数做一次绝对值运算，比如下面对16个16位有符号数做了16次abs运算，但只有一条指令

__m256i _mm256_abs_epi16(__m256i a)

2. 加减法之类（二元运算）

• 简单理解为a+b就行；
• 还有理解饱和加法（防止溢出）的指令就OK，其实就是溢出了取最大值

3. 位运算（二元运算）

类似and，or，也有组合运算，比如andnot,这里区分是针对谁做not就行

4. 混合操作

其实有点像选择器，输入两个向量和一个mask，然后根据mask来选择，这里有些api非常迷惑，因为mask是8bit的，然后avx256可能会拆分成两个128bit然后执行两次

__m256i _mm256_blend_epi16 (__m256i a, __m256i b, const int imm8)

比如这里，实际上对于a和b来说，他们是16个16bit的整数，但imm8只有8bit，所以语义上相当于__mm128_blend_epi16(_m128i a, __m128i b, const int imm8)执行两次

这里的执行逻辑是：
根据mask，如果某个bit为1，则选择左边的a（8*16位）对应的元素，否则选择b

5. 广播指令

有点像python的'a' * 16的感觉，其实就是针对某个元素快速复制或者扩展N份

__m256i _mm256_broadcastw_epi16 (__m128i a)

将低16位扩展16个位置

6. 数据加载和存储指令（其实就是输入输出）

内存数据加载到向量寄存器或者将向量寄存器的值写入到内存中，有区分内存地址对齐的版本和不对齐的版本；还有带mask的加载，只加载特定的数据，注意这里的mask其实是128位向量，然后用最高位来决定是否加载（这个向量一般来自于比较指令）

__m128d _mm_loadu_pd (double const* mem_addr)

7. 比较与测试指令

这里需要注意新接口，有些api是有mask的

8. 置换与指令重排（Swizzle类指令）

调整向量中元素的顺序，支持固定模式或动态索引重排，常用于数据格式转换、矩阵转置，比如图像通道分离、合并（rgb <-> bgr）、行列重排、数据对齐调整。

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reference

• intel simd指令