如何使用 SSE/AVX 在 Double 和 int64 之间高效转换？

使用 SSE/AVX 进行高效的 Double/int64 转换

而 SSE2 提供了在单精度浮点数和 32 位整数之间转换向量的指令，缺少双精度和 64 位整数的相应内在函数。即使 AVX 也不提供这些转换。

回退技术

在没有专门说明的情况下，有几种方法可以模拟这些转换：

• 截断技巧转换：

  - For values in specific ranges, using a shifted add and a bitwise XOR can convert double to uint64_t or int64_t in just two instructions.
  - Reversing these steps can perform the inverse conversions.

  • 全范围转换：

    • 使用一系列按位运算和移位，它是可以使用 5 或 6 条指令将 uint64_t 或 int64_t 转换为 double

实现细节

截断转换的技巧依赖于事实上，[2^52, 2^53) 范围内的双精度浮点值有它们的最低尾数位与最低有效位对齐。通过添加特定掩码值并执行按位运算，可以获得整数表示。

全范围转换解决了符号扩展问题，并利用了 x86 上浮点加法可以抵消的事实小数位，能够准确重建双精度结果。

舍入行为

The截断转换方法遵循当前舍入模式，但向零舍入可能向负无穷大舍入。全范围转换确保所有模式的正确舍入。

可用性

所提出的技术为 SSE/AVX 中缺乏直接 int64_t 和双重转换提供了解决方法。这些方法对于优化需要这些转换的代码特别有用，可以在效率和准确性之间取得平衡。

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