如何在只有 SSE2 的 m128i 中的某个索引处设置 int32 值？

Question

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

例如在已经包含 1,2,3,4 的 m128i 上的索引 1 处设置值 1000？ （导致 1,1000,3,4）

Answer 1

如果 SSE4 可用，请使用

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

如果您仅限于 SSE2，则需要将其拆分为两个调用

__m128i _mm_insert_epi16 (__m128i a, int i, const int imm8)

return _mm_insert_epi16(_mm_insert_epi16(a, 1000, 2), 0, 3);

a解释为整数向量的通道 1 上设置 1000。

在 SSE3 可用的情况下，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

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

Gcc 能够在启用 SSE4 时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

可能总体赢家是存储/修改/加载组合，它也有免费的可编程索引。 所有其他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));
}

请参阅Godbolt 中生成的程序集。