一、简介
SSE(Streaming SIMD Extensions)指令集是Intel在1999年推出的向量处理指令集,对CPU计算性能有着显著的提升。而SSE4.2是SSE指令集的最新版本,它支持一些新的指令,可以有效地优化某些类型的应用程序。本文将介绍一些使用SSE4.2指令集提升程序性能的技巧。
二、使用__m128i类型
SSE4.2指令集新增了一种数据类型__m128i,它可以存储128位的整型数据,并且支持在其中进行向量化运算。使用__m128i类型可以将原本需要多条指令才能完成的操作,转换成一条指令,从而提升程序的运行效率。
// 示例代码,使用__m128i类型进行向量化操作 __m128i a = _mm_set_epi32(1, 2, 3, 4); __m128i b = _mm_set_epi32(2, 3, 4, 5); __m128i c = _mm_add_epi32(a, b); // 实现a和b中对应元素的加法运算
三、使用SSE4.2指令进行字符串匹配
字符串匹配是一种常见的操作,SSE4.2指令集提供了一些指令,可以快速地实现字符串匹配,从而提升程序的速度。比如,_mm_cmpestrm指令可以在两个指定内存块中查找特定的字符串,并返回匹配的结果。
// 示例代码,使用_mm_cmpestrm进行字符串匹配 const char* str1 = "hello, world"; const char* str2 = "world"; __m128i str1_vec = _mm_loadu_si128((__m128i*)str1); __m128i str2_vec = _mm_loadu_si128((__m128i*)str2); __m128i mask = _mm_cmpestrm(str1_vec, strlen(str1), str2_vec, strlen(str2), _SIDD_CMP_EQUAL_ANY); int result = _mm_extract_epi32(mask, 0); // 如果匹配,返回非零值
四、使用SSE4.2指令进行CRC校验
CRC校验是一种数据校验方法,它可以检测数据传输过程中的错误。SSE4.2指令集提供了一些指令,可以快速地计算CRC校验值,从而提升程序的速度。
// 示例代码,使用SSE4.2指令进行CRC32校验 uint32_t crc32(const void* data, size_t len) { const uint8_t* p = (const uint8_t*)data; uint32_t crc = 0xFFFFFFFF; while (len >= 16) { __m128i data_vec = _mm_loadu_si128((__m128i*)p); crc = _mm_crc32_u32(crc, _mm_extract_epi32(data_vec, 0)); crc = _mm_crc32_u32(crc, _mm_extract_epi32(data_vec, 1)); crc = _mm_crc32_u32(crc, _mm_extract_epi32(data_vec, 2)); crc = _mm_crc32_u32(crc, _mm_extract_epi32(data_vec, 3)); p += 16; len -= 16; } while (len >= 4) { crc = _mm_crc32_u32(crc, *(uint32_t*)p); p += 4; len -= 4; } while (len--) { crc = _mm_crc32_u8(crc, *p++); } return crc ^ 0xFFFFFFFF; }
五、使用SSE4.2指令进行整数排序
在一些情况下,需要对大量的整数进行排序,SSE4.2指令集提供了一种快速的整数排序方法。_mm_cmpistri指令可以在两个整数数组中查找特定顺序的元素,并返回它们的位置。
// 示例代码,使用SSE4.2指令进行整数排序 const int num[] = {3, 1, 4, 2, 5}; const int size = sizeof(num) / sizeof(int); __m128i num_vec = _mm_load_si128((__m128i*)num); __m128i idx_vec = _mm_set_epi8(4, 3, 2, 1, 0, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1); __m128i mask = _mm_cmpgt_epi32(num_vec, _mm_shuffle_epi8(num_vec, idx_vec)); __m128i idxs = _mm_set_epi32(4, 3, 2, 1); int pos = _mm_extract_epi32(_mm_cmpistri(mask, num_vec, _SIDD_UBYTE_OPS|_SIDD_CMP_EQUAL_EACH), 0); // pos = 2 int swapped = _mm_extract_epi32(_mm_shuffle_epi8(num_vec, _mm_add_epi32(idxs, _mm_set1_epi32(pos))), 0); // swapped = 2