Rust 中的高效 SIMD 点积

问题描述

我正在尝试创建点积的高效 SIMD 版本，以实现 FIR 滤波器 i16 类型的 2D 卷积。

#[cfg(target_arch = "x86_64")]
use std::arch::x86_64::*;

#[target_feature(enable  = "avx2")]
unsafe fn dot_product(a: &[i16],b: &[i16]) {
    let a = a.as_ptr() as *const [i16; 16];
    let b = b.as_ptr() as *const [i16; 16];
    let a = std::mem::transmute(*a);
    let b = std::mem::transmute(*b);
    let ms_256 = _mm256_mullo_epi16(a,b);
    dbg!(std::mem::transmute::<_,[i16; 16]>(ms_256));
    let hi_128 = _mm256_castsi256_si128(ms_256);
    let lo_128 = _mm256_extracti128_si256(ms_256,1);
    dbg!(std::mem::transmute::<_,[i16; 8]>(hi_128));
    dbg!(std::mem::transmute::<_,[i16; 8]>(lo_128));
    let temp = _mm_add_epi16(hi_128,lo_128);
}

fn main() {
    let a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15];
    let b = [0,15];
    unsafe {
        dot_product(&a,&b);
    }
}

I] ~/c/simd (master|…) $ env RUSTFLAGS="-C target-cpu=native" cargo run --release | wl-copy
warning: unused variable: `temp`
  --> src/main.rs:16:9
   |
16 |     let temp = _mm_add_epi16(hi_128,lo_128);
   |         ^^^^ help: if this is intentional,prefix it with an underscore: `_temp`
   |
   = note: `#[warn(unused_variables)]` on by default

warning: 1 warning emitted

    Finished release [optimized] target(s) in 0.00s
     Running `target/release/simd`
[src/main.rs:11] std::mem::transmute::<_,[i16; 16]>(ms_256) = [
    0,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196,225,]
[src/main.rs:14] std::mem::transmute::<_,[i16; 8]>(hi_128) = [
    0,]
[src/main.rs:15] std::mem::transmute::<_,[i16; 8]>(lo_128) = [
    64,]

虽然我从概念上理解 SIMD，但我不熟悉确切的指令和内在函数。

我知道我需要将两个向量相乘，然后水平求和，然后将它们减半并使用指令将两个较小的向量垂直相加。

我发现madd指令应该在乘法后立即进行这样的求和，但不确定如何处理结果。

如果使用 mul 而不是madd，我不确定使用哪些指令来进一步减少结果。

欢迎任何帮助！

附注 我已经尝试过packed_simd，但它似乎对稳定锈不起作用。

解决方法

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