如何使用 SSE/AVX 指令在雙精確度浮點型和 64 位元整數之間高效率轉換？

使用SSE/AVX 進行高效Double/int64 轉換

SSE2 提供用於在單精度浮點和32 位元整數之間轉換向量的內在函數，但缺少雙精確度浮點和64 位元整數的直接對應項。 AVX 也不提供這些轉換。

模擬內在函數的方法

1.對於有限值：

如果可以容忍某些限制，只需兩個語句即可執行double 和int64之間的轉換：

• double -> ; uint64_t：

  __m128i double_to_uint64(__m128d x){
    x = _mm_add_pd(x, _mm_set1_pd(0x0010000000000000));
    return _mm_xor_si128(
        _mm_castpd_si128(x),
        _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(0x0010000000000000))
    );
  }

• __m128i double_to_int64(__m128d x){
    x = _mm_add_pd(x, _mm_set1_pd(0x0018000000000000));
    return _mm_sub_epi64(
        _mm_castpd_si128(x),
        _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(0x0018000000000000))
    );
  }

int64_t:

• __m128d uint64_to_double(__m128i x){
    x = _mm_or_si128(x, _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(0x0010000000000000)));
    return _mm_sub_pd(_mm_castsi128_pd(x), _mm_set1_pd(0x0010000000000000));
  }

uint64_t ->雙：

• 雙：

  __m128d int64_to_double(__m128i x){
    x = _mm_add_epi64(x, _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(0x0018000000000000)));
    return _mm_sub_pd(_mm_castsi128_pd(x), _mm_set1_pd(0x0018000000000000));
  }

2。全範圍int64 -> double:

要將全範圍int64 轉換為double，uint64_t 需要5 條指令，int64_t 需要6 條指令：

• uint64_t -> ;雙：

  __m128d uint64_to_double_full(__m128i x){
    __m128i xH = _mm_srli_epi64(x, 32);
    xH = _mm_or_si128(xH, _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(19342813113834066795298816.)));          //  2^84
    __m128i xL = _mm_blend_epi16(x, _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(0x0010000000000000)), 0xcc);   //  2^52
    __m128d f = _mm_sub_pd(_mm_castsi128_pd(xH), _mm_set1_pd(19342813118337666422669312.));     //  2^84 + 2^52
    return _mm_add_pd(f, _mm_castsi128_pd(xL));
  }

• int64_t -> double:

  __m128d int64_to_double_full(__m128i x){
    __m128i xH = _mm_srai_epi32(x, 16);
    xH = _mm_blend_epi16(xH, _mm_setzero_si128(), 0x33);
    xH = _mm_add_epi64(xH, _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(442721857769029238784.)));              //  3*2^67
    __m128i xL = _mm_blend_epi16(x, _mm_castpd_si128(_mm_set1_pd(0x0010000000000000)), 0x88);   //  2^52
    __m128d f = _mm_sub_pd(_mm_castsi128_pd(xH), _mm_set1_pd(442726361368656609280.));          //  3*2^67 + 2^52
    return _mm_add_pd(f, _mm_castsi128_pd(xL));
  }

AVX512

AVX512 確實提供與64 位元整數（有符號和無符號）之間的直接轉換簽署了。這些轉換是使用 _mm512_cvtpd_epi64 和 _mm256_cvtpd_epi64 等內在函數完成的。

請注意，這些解決方案不以完整程式碼形式提供。讀者應完成它們並根據需要進行最佳化，以使它們適應特定的上下文。

以上是如何使用 SSE/AVX 指令在雙精確度浮點型和 64 位元整數之間高效率轉換？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！