GCC中SIMD指令的应用方法--X86的SIMD指令

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IA-32 Intel体系结构的指令主要分为以下几类 ：      

• 通用
• x87 FPU
• MMX技术
• SSE/SSE2/SSE3扩展

MMX/SSE类扩展引入了SIMD（单指令多数据）的执行模式，可用于加速多媒体应用。 下面简要介绍一下这些指令的执行环境和特征。

• 8个32位通用寄存器可为各个SIMD扩展所使用；
• MMX：8个64位MMX寄存器（mm0 - mm7），也可为各SSE扩展所使用；
  • 数据为整数，最多支持两个32位
  • 运算中没有寄存器能够进行溢出指示
• SSE：8个128位xmm寄存器，MXSCR寄存器，EFLAGS寄存器
  • 支持单精度浮点
  • MXSCR含有rounding, overflow标志
  • 支持64位SIMD整数
• SSE2：执行环境同sse
  • 双精度浮点
  • 128位整数
  • 双—单精度转换
• SSE3：与Inte Prescott处理器一同发布不久，共13条指令
  • 主要增强了视频解码、3D图形优化和超线程性能

MMX技术出现最早，目前几乎所有的X86处理器都提供支持，包括嵌入式X86， 所以下面的讨论主要基于MMX，但方法完全适用于SSEn， 包括像AMD的3D Now等其它SIMD扩展。
MMX指令又分为以下几种：

• 数据传送：movd, movq
• 数据转换：packsswb, packssdw, packuswb, punpckhbw, punpckhwd, punpckhdq, punpcklbw, punpcklwd, punpckldq
• 并行算术：paddb, paddw, paddd, paddsb, paddsw, paddusb, paddusw, psubb, psubw, psubd, psubsb, psubsw, psubusb, psubusb, psubusw, pmulhw, pmullw, pmaddwd
• 并行比较：pcmpeqb, pcmpeqw, pcmpeqd, pcmpgtb, pcmpgtw, pcmpgtd
• 并行逻辑：pand, pandn, por, pxor
• 移位与旋转：psllw, pslld, psllq, psrlw, psrld, psrlq, psraw, psrad
• 状态管理：emms

这些指令除了需要注意功能外，还需要注意处理的数据类型。以上内容为背景介绍，细节请参考手册。