SSE4内联装配问题在C++中的应用

Question

大家好，我想执行以下形式的内联程序集指令

BLENDPD xmm1,xmm2/m128, imm8

我是新来的内联装配，所以我有一些困难。我的代码是：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
  long long y;
  __asm("blendpd %0,$0xabcd000000001111abcd000000001111,$0x1":
    "=r" (y):
    );
  cout<<y;
  return 0;
}

我的第一个错误是获得128位操作数，所以我使用了长十六进制数，但是我仍然需要输出128位，因为我希望2能够在屏幕上打印y。而且，最重要的是，我知道我的__asm语法是错误的，但我不知道是错的，而且我也不确定用英特尔或AT&T语法进行编译是否会在使用__asm时产生影响。

欢迎任何帮助。干杯！=)

编辑：--我现在有了这个版本，并且得到了一个未定义的函数错误。

  #include<iostream>
  #include<emmintrin.h>
  using namespace std;

int main()
{
const int mask=5;
__m128d v2 = _mm_set_pd(1.0, 2.0);
__m128d v1;
v1=_mm_blend_pd(v1, v2, mask);
return 0;
}

Answer 1

作为另一个答案的另一个替代答案，下面是如何使用内联程序集而不是内部程序集来实现这一点。(正如Thomas在我的另一个答案中所指出的，本质通常更好，因为它们更易于移植，但有时你也想要这样的东西。)

首先，我作弊了--我使用一个内置函数获取了版本，并使用-S编译了它，并查看了生成的汇编代码，即：

    movsd   -64(%rbp), %xmm0
    movhpd  -56(%rbp), %xmm0
    movsd   -48(%rbp), %xmm1
    movhpd  -40(%rbp), %xmm1
    blendpd $3, %xmm1, %xmm0
    movlpd  %xmm0, -64(%rbp)
    movhpd  %xmm0, -56(%rbp)

您可以在这里看到一些与原始代码不同的地方。首先，注意两个128位参数不是直接的--它们是xmm0和xmm1寄存器。另外，您得到的操作数的顺序是错误的--掩码放在第一位，包含输出的寄存器放在最后。修复这些代码，代码就会编译。

这里的第二个问题是，您要将来自普通寄存器的结果存储到y中，而blendpd指令不涉及通用寄存器，所以这只是存储垃圾。您需要xmm0寄存器，这是您在=Yz中获得的(参见GCC的文件)。您不能将其存储到long long中，这是64位；您需要一个128位的向量变量。为了解决所有这些问题，修正的代码是：

#include<iostream>
#include<smmintrin.h>
using namespace std;
int main()
{
  __m128d y;
  __asm("blendpd $0x3,%%xmm1,%%xmm0":
    "=Yz" (y):
    );
  // cout<<y;
  return 0;
}

您将注意到，我不得不注释掉cout行，因为它没有处理SSE向量的功能；您需要首先使用_mm_store_pd内在的来从y中获取单个的双值。(也可以添加更多内联程序集来调用movhpd和movhld指令，直接从寄存器中获取双值，而不是使用约束将它们分配给y。)

就在这里--编译和运行都很好。当然，输入值是未定义的(不管这些寄存器中有什么是随机的)，所以输出无论如何都是垃圾--如果想要有意义的结果，首先需要添加一些东西来加载值到寄存器中。

Answer 2

首先，对于这类事情，很少需要使用内联程序集。GCC通常提供“编译器内在”函数，允许您使用C函数语法而不是程序集语法调用给定的特殊指令。

在本例中，您想要的内部函数是_mm_blend_pd()，它具有以下函数签名

#include <smmintrin.h>
__m128d _mm_blend_pd(__m128d v1, __m128d v2, const int mask);

编译器将用单个blendpd指令替换它；这实际上不是一个函数调用。

__m128d数据类型是一个包含两个双精度浮点值的向量；您可以从如下所示的双倍数组中创建一个：

__m128d v = _mm_set_pd(1.0, 2.0);

要从向量中检索值以打印它们，可以将向量存储到一个双精度浮点数数组中：

double a[2];
_mm_store_pd(a, v);

所有这些都是基于intrinsics.pdf的Intrinsics手册；虽然它引用了Intel C++编译器，但是GCC支持相同的语法。

编辑：将错误的emmintrin.h替换为正确的smmintrin.h。另外，请注意，mask值需要为2位(向量中的每个值为1位)；除0、1、2或3以外的值会产生错误。当然，您需要用-msse4 GCC选项编译它。