如何在只有 SSE2 的 m128i 中的某个索引处设置 int32 值？

问题描述

是否有可以在 m128i 内设置单个 int32 值的 SSE2 内在函数？

例如在已经包含 1,2,3,4 的 m128i 上在索引 1 处设置值 1000？ （结果为 1,1000,4）

解决方法

如果 SSE4 可用，请使用

__m128i _mm_insert_epi32 (__m128i a,int i,const int imm8)

如果仅限于SSE2，则需要拆分为两次调用

__m128i _mm_insert_epi16 (__m128i a,const int imm8)

return _mm_insert_epi16(_mm_insert_epi16(a,1000,2),3);

在解释为整数向量的 a 的第 1 道上设置 1000。

如果 SSE3 可用，我认为移位/改组序列会更有效：

a = _mm_shuffle_epi32(a,0xe0);      // shuffle as 3 2 0 ?
__m128i b = _mm_cvtsi32_si128(value);
b = _mm_alignr_epi8(b,a,4);        // value 3 2 0
return  _mm_shuffle_epi32(b,0x5c);  // 3 2 value 0

如果 value 在 64 位寄存器中，则可以使用 _mm_cvtsi64_si128 代替。

当启用 SSE4 时，Gcc 能够将存储加载序列转换为 pinsrd xmm0,eax,1，但在没有 -msse4 的情况下给出了相当复杂的序列。

    movd    eax,xmm0
    movaps  XMMWORD PTR [rsp-24],xmm0
    movabs  rdx,4294967296000
    or      rax,rdx
    mov     QWORD PTR [rsp-24],rax
    movdqa  xmm0,XMMWORD PTR [rsp-24]
    ret 

OTOH clang 尊重存储、修改堆栈、加载范式。

    movaps  xmmword ptr [rsp - 24],xmm0
    mov     dword ptr [rsp - 20],1000
    movaps  xmm0,xmmword ptr [rsp - 24]
    ret

可能总冠军是存储/修改/加载组合，它也有自由可编程索引。所有其他的都需要硬编码的立即数，包括那些使用插入内在函数的。

__m128i store_modify_load(__m128i a,int value,size_t index) {
   alignas(16) int32_t tmp[4] = {};
   _mm_store_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(tmp),a);
   tmp[index] = value;
   return  _mm_load_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(tmp));
}

参见produced assembly in godbolt。