SIMD（MMX/SSE/AVX）变量命名规范心得

╰半夏微凉° 2022-09-19 01:45 246阅读 0赞

当使用Intrinsics函数来操作SIMD指令集（MMX/SSE/AVX等）时，会面对不同长度的SIMD数据类型，其中又分为多种紧缩格式。为此，我设计了一套SIMD变量命名规范，可以有效的提高代码的可读性。

一、SIMD数据类型简介

SIMD数据类型有——  
\_\_m64：64位紧缩整数（MMX）。  
\_\_m128：128位紧缩单精度（SSE）。  
\_\_m128d：128位紧缩双精度（SSE2）。  
\_\_m128i：128位紧缩整数（SSE2）。  
\_\_m256：256位紧缩单精度（AVX）。  
\_\_m256d：256位紧缩双精度（AVX）。  
\_\_m256i：256位紧缩整数（AVX）。  
注：紧缩整数包括了8位、16位、32位、64位的带符号和无符号整数。

这些数据类型与寄存器的对应关系为——  
64位MM寄存器（MM0~MM7）：\_\_m64。  
128位SSE寄存器（XMM0~XMM15）：\_\_m128、\_\_m128d、\_\_m128i。  
256位AVX寄存器（YMM0~YMM15）：\_\_m256、\_\_m256d、\_\_m256i。

二、SIMD变量命名规范

参考匈牙利命名法（Hungarian notation），在变量名前面增加类型前缀。  
　　类型前缀为3个小写字母，首字母代表寄存器宽度，最后两个字母代表紧缩数据类型。

寄存器宽度（首字母）——  
m：64位MM寄存器。对应 \_\_m64  
x：128位SSE寄存器。对应 \_\_m128、\_\_m128d、\_\_m128i。  
y：256位AVX寄存器。对应 \_\_m256、\_\_m256d、\_\_m256i。

紧缩数据类型（两个字母）——  
mb：8位数据。用于只知道长度、不知道具体紧缩格式时。（b：Byte）  
mw：16位数据。（w：Word）  
md：32位数据。（d：DoubleWord）  
mq：64位数据。（q：QuadWord）  
mo：128位数据。（o：OctaWord）  
mh：256位数据。（h：HexWord）  
ub：8位无符号整数。  
uw：16位无符号整数。  
ud：32位无符号整数。  
uq：64位无符号整数。  
ib：8位带符号整数。  
iw：16位带符号整数。  
id：32位带符号整数。  
iq：64位带符号整数。  
fh：16位浮点数，即半精度浮点数。（h：Half）  
fs：32位浮点数，即单精度浮点数。（s：Single）  
fd：64位浮点数，即双精度浮点数。（d：double）

例如——  
mub：64位紧缩字节（64位MMX寄存器，其中存放了8个8位无符号整数）。  
xfs：128位紧缩单精度（128位SSE寄存器，其中存放了4个单精度浮点数）。  
xid：128位紧缩带符号字（128位SSE寄存器，其中存放了4个32位带符号整数）。  
yfd：256位紧缩双精度（256位AVX寄存器，其中存放了4个双精度浮点数）。  
yfh：256位紧缩半精度（256位AVX寄存器，其中存放了16个半精度浮点数）。

三、示例代码

例如SSE累加求和程序——

![复制代码][copycode.gif]

int sum3_Intrinsics(int *a, int size)
    {
        if (NULL==a)    return 0;
        if (size<0)    return 0;
    
        int s = 0;    // 返回值
        __m128i xidSum = _mm_setzero_si128();    // 累积。[SSE2] 赋初值0
        __m128i xidLoad;    // 加载
        int cntBlock = size / 4;    // 块数。SSE寄存器能一次处理4个DWORD
        int cntRem = size & 3;    // 剩余数量
        __m128i* p = (__m128i*)a;
        for(int i = 0; i < cntBlock; ++i)
        {
            xidLoad = _mm_load_si128(p);    // [SSE2] 加载
            xidSum = _mm_add_epi32(xidSum, xidLoad);    // [SSE2] 带符号32位紧缩加法
            ++p;
        }
    
        // 处理剩下的
        int* q = (int*)p;
        for(int i = 0; i < cntRem; ++i)    s += q[i];
    
        // 将累加值合并
        xidSum = _mm_hadd_epi32(xidSum, xidSum);    // [SSSE3] 带符号32位水平加法
        xidSum = _mm_hadd_epi32(xidSum, xidSum);
        s += _mm_cvtsi128_si32(xidSum);    // [SSE2] 返回低32位
    
        return s;
    }

![复制代码][copycode.gif]

代码出自——  
[http://topic.csdn.net/u/20120102/01/fc8d7aa4-bffc-4d9a-a34a-5056c6d27b54.html][http_topic.csdn.net_u_20120102_01_fc8d7aa4-bffc-4d9a-a34a-5056c6d27b54.html]  
\#9楼

作者： [zyl910][]

出处： [http://www.cnblogs.com/zyl910/][zyl910]

[copycode.gif]: /images/20220828/cb4afdb64b1c484c94899cbca5f6783b.png
[http_topic.csdn.net_u_20120102_01_fc8d7aa4-bffc-4d9a-a34a-5056c6d27b54.html]: http://topic.csdn.net/u/20120102/01/fc8d7aa4-bffc-4d9a-a34a-5056c6d27b54.html
[zyl910]: http://www.cnblogs.com/zyl910/
[Creative Commons BY-NC-ND 3.0]: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.zh