128-битный счетчик SSE?

Question

Мне нужна функция переменной __m128i, которая имеет период 2^128. Это не нужно монотонно увеличивать (как счетчик), но посетите каждое значение один раз.

Самый простой пример, о котором я мог бы подумать, на самом деле-128-битный счетчик, но мне было трудно реализовать в SSE. Есть ли какие -нибудь более простые/более быстрые решения?

Answer 1

Вот монотонный счетчик. Я не уверен, может ли вы назвать это простым, хотя.

Предполагая оба ONE а также ZERO всегда в регистрах, тогда это должно составлять 5 инструкций. (7 или 8, если кодирование VEX не используется)

inline __m128i nextc(__m128i x){
    const __m128i ONE = _mm_setr_epi32(1,0,0,0);
    const __m128i ZERO = _mm_setzero_si128();

    x = _mm_add_epi64(x,ONE);
    __m128i t = _mm_cmpeq_epi64(x,ZERO);
    t = _mm_and_si128(t,ONE);
    t = _mm_unpacklo_epi64(ZERO,t);
    x = _mm_add_epi64(x,t);

    return x;
}

Тестовый код (MSVC):

int main() {

    __m128i x = _mm_setr_epi32(0xfffffffa,0xffffffff,1,0);

    int c = 0;
    while (c++ < 10){
        cout << x.m128i_u64[0] << "  " << x.m128i_u64[1] << endl;
        x = nextc(x);
    }

    return 0;
}

Выход:

18446744073709551610  1
18446744073709551611  1
18446744073709551612  1
18446744073709551613  1
18446744073709551614  1
18446744073709551615  1
0  2
1  2
2  2
3  2

---

Немного лучшая версия, предложенная @Norbert P. Это экономит 1 инструкцию по моему первоначальному решению.

inline __m128i nextc(__m128i x){
    const __m128i ONE = _mm_setr_epi32(1,0,0,0);
    const __m128i ZERO = _mm_setzero_si128();

    x = _mm_add_epi64(x,ONE);
    __m128i t = _mm_cmpeq_epi64(x,ZERO);
    t = _mm_unpacklo_epi64(ZERO,t);
    x = _mm_sub_epi64(x,t);

    return x;
}

Answer 2

Никогда не забывайте принцип поцелуя.

Вставка этого (не знаковые целые числа должны обернуться стандартом C, следовательно, посещение каждого значения только один раз):

__uint128_t inc(__uint128_t x) {
  return x+1;
}

в это урожайность (для x64):

    addq    $1, %rdi
    adcq    $0, %rsi
    movq    %rdi, %rax
    movq    %rsi, %rdx
    ret

Легко/достаточно быстро? Если вы встроете это, вы, вероятно, сможете сойти с рук только addq/adcq ( movqпесок ret требуются X64 ABI: если вы вписали функцию, они не требуются)

---

Чтобы рассмотреть комментарий Voo о башне MSVC, вы можете использовать следующее:

inline void inc(unsigned long long *x, unsigned long long *y) {
  if (!++*x) ++*y; // yay for obfuscation!
}

У меня нет установки MSVC поблизости, поэтому я не могу ее проверить, но это должен Получите что -то похожее на то, что я опубликовал выше. Тогда, если вы В самом деле нужен __m128i, вы должны иметь возможность В ролях две половинки.