x86/x64 SIMD命令一覧表 (SSE~AVX2)

MMXレジスタ(64ビット)の命令は割愛しました。

S1=SSE  S2=SSE2 S3=SSE3 SS3=SSSE3 S4.1=SSE4.1 S4.2=SSE4.2 V1=AVX V2=AVX2

*はPS/PD/DQ を SS/SD/SI に変えるとスカラー命令(最下位のひとつのデータだけ計算)になります。

各命令の下の青字はその命令に対応するC/C++ intrinsicsの名前です。

AVX/AVX2

うろ覚えの命令名を見つけてマニュアルを引けるようにするために作ったものです。プログラミングの際にはこの表の内容を元にせずに必ずマニュアルで確認してください。

Intelの マニュアル→ http://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/processors/architectures-software-developer-manuals.html

お気づきの点がありましたらこちらのフィードバックフォーム、またはメールでページ末尾のアドレスまでご一報いただければ幸甚です。

 

MOVE

  整数 実数 YMMレーン(128bit)
QWORD DWORD WORD BYTE 倍精度 単精度 半精度
XMM全体
↑↓
XMM/mem
MOVDQA (S2
_mm_load_si128
_mm_store_si128
MOVDQU (S2
_mm_loadu_si128
_mm_storeu_si128
MOVAPD (S2
_mm_load_pd
_mm_loadr_pd
_mm_store_pd
_mm_storer_pd

MOVUPD (S2
_mm_loadu_pd
_mm_storeu_pd
MOVAPS (S1
_mm_load_ps
_mm_loadr_ps
_mm_store_ps
_mm_storer_ps

MOVUPS (S1
_mm_loadu_ps
_mm_storeu_ps
 
XMM上半分
↑↓
mem
MOVHPD (S2
_mm_loadh_pd
_mm_storeh_pd
MOVHPS (S1
_mm_loadh_pi
_mm_storeh_pi
 
XMM上半分
↑↓
XMM下半分
MOVHLPS (S1
_mm_movehl_ps
MOVLHPS (S1
_mm_movelh_ps
 
XMM下半分
↑↓
mem
        MOVLPD (S2
_mm_loadl_pd
_mm_storel_pd
MOVLPS (S1
_mm_loadl_pi
_mm_storel_pi
   
XMM最下位ひとつ
↑↓
r/m
MOVQ (S2
_mm_cvtsi64_si128
_mm_cvtsi128_si64
MOVD (S2
_mm_cvtsi32_si128
_mm_cvtsi128_si32
   
XMM最下位ひとつ
↑↓
XMM/mem
MOVQ (S2
_mm_move_epi64
      MOVSD (S2
_mm_load_sd
_mm_store_sd
_mm_move_sd
MOVSS (S1
_mm_load_ss
_mm_store_ss
_mm_move_ss
   
XMM全体

ひとつのデータ
小ネタ2
_mm_set1_epi64
VPBROADCASTQ (V2
_mm_broadcastq_epi64
小ネタ2
_mm_set1_epi32
VPBROADCASTD (V2
_mm_broadcastd_epi32
小ネタ2
_mm_set1_epi16
VPBROADCASTW (V2
_mm_broadcastw_epi16
_mm_set1_epi8
VPBROADCASTB (V2
_mm_broadcastb_epi8
小ネタ2
_mm_set1_pd
_mm_load1_pd
MOVDDUP (S3
_mm_movedup_pd
_mm_loaddup_pd

小ネタ2
_mm_set1_ps
_mm_load1_ps

VBROADCASTSS
 memから (V1
 XMMから(V2
_mm_broadcast_ss
YMM全体

ひとつのデータ
VPBROADCASTQ (V2
_mm256_broadcastq_epi64
VPBROADCASTD (V2
_mm256_broadcastd_epi32
VPBROADCASTW (V2
_mm256_broadcastw_epi16
VPBROADCASTB (V2
_mm256_broadcastb_epi8
VBROADCASTSD
 memから (V1
 XMMから (V2
_mm256_broadcast_sd
VBROADCASTSS
 memから (V1
 XMMから(V2
_mm256_broadcast_ss
  VBROADCASTF128 (V1
_mm256_broadcast_ps
_mm256_broadcast_pd

VBROADCASTI128 (V2
_mm256_broadcastsi128_si256
XMM

複数個のデータ
_mm_set_epi64
_mm_setr_epi64
_mm_set_epi32
_mm_setr_epi32
_mm_set_epi16
_mm_setr_epi16
_mm_set_epi8
_mm_setr_epi8
_mm_set_pd
_mm_setr_pd
_mm_set_ps
_mm_setr_ps
   
XMM全体

ゼロ
小ネタ1
_mm_setzero_si128
小ネタ1
_mm_setzero_pd
小ネタ1
_mm_setzero_ps
   
extract PEXTRQ (S4.1
_mm_extract_epi64
PEXTRD (S4.1
_mm_extract_epi32
PEXTRW rへ (S2
PEXTRW r/mへ (S4.1
_mm_extract_epi16
PEXTRB (S4.1
_mm_extract_epi8
  EXTRACTPS (S4.1
_mm_extract_ps
  VEXTRACTF128 (V1
_mm256_extractf128_ps
_mm256_extractf128_pd
_mm256_extractf128_si256

VEXTRACTI128 (V2
_mm256_extracti128_si256
insert PINSRQ (S4.1
_mm_insert_epi64
PINSRD (S4.1
_mm_insert_epi32
PINSRW (S2
_mm_insert_epi16
PINSRB (S4.1
_mm_insert_epi8
  INSERTPS (S4.1
_mm_insert_ps
  VINSERTF128 (V1
_mm256_insertf128_ps
_mm256_insertf128_pd
_mm256_insertf128_si256

VINSERTI128 (V2
_mm256_inserti128_si256
unpack
PUNPCKHQDQ (S2
_mm_unpackhi_epi64
PUNPCKLQDQ (S2
_mm_unpacklo_epi64
PUNPCKHDQ (S2
_mm_unpackhi_epi32
PUNPCKLDQ (S2
_mm_unpacklo_epi32
PUNPCKHWD (S2
_mm_unpackhi_epi16
PUNPCKLWD (S2
_mm_unpacklo_epi16
PUNPCKHBW (S2
_mm_unpackhi_epi8
PUNPCKLBW (S2
_mm_unpacklo_epi8
UNPCKHPD (S2
_mm_unpackhi_pd
UNPCKLPD (S2
_mm_unpacklo_pd
UNPCKHPS (S1
_mm_unpackhi_ps
UNPCKLPS (S1
_mm_unpacklo_ps
   
shuffle/permute
VPERMQ (V2
_mm256_permute4x64_epi64
PSHUFD (S2
_mm_shuffle_epi32
VPERMD (V2
_mm256_permutevar8x32_epi32
PSHUFHW (S2
_mm_shufflehi_epi16
PSHUFLW (S2
_mm_shufflelo_epi16
PSHUFB (SS3
_mm_shuffle_epi8
SHUFPD (S2
_mm_shuffle_pd
VPERMILPD (V1
_mm_permute_pd
_mm_permutevar_pd

VPERMPD (V2
_mm256_permute4x64_pd
SHUFPS (S1
_mm_shuffle_ps
VPERMILPS (V1
_mm_permute_ps
_mm_permutevar_ps

VPERMPS (V2
_mm256_permutevar8x32_ps
  VPERM2F128 (V1
_mm256_permute2f128_ps
_mm256_permute2f128_pd
_mm256_permute2f128_si256

VPERM2I128 (V2
_mm256_permute2x128_si256
blend
  VPBLENDD (V2
_mm_blend_epi32
PBLENDW (S4.1
_mm_blend_epi16
PBLENDVB (S4.1
_mm_blendv_epi8
BLENDPD (S4.1
_mm_blend_pd
BLENDVPD (S4.1
_mm_blendv_pd
BLENDPS (S4.1
_mm_blend_ps
BLENDVPS (S4.1
_mm_blendv_ps
   
move and duplicate MOVDDUP (S3
_mm_movedup_pd
_mm_loaddup_pd
MOVSHDUP (S3
_mm_movehdup_ps
MOVSLDUP (S3
_mm_moveldup_ps
 
mask move VPMASKMOVQ (V2
_mm_maskload_epi64
_mm_maskstore_epi64
VPMASKMOVD (V2
_mm_maskload_epi32
_mm_maskstore_epi32
    VMASKMOVPD (V1
_mm_maskload_pd
_mm_maskstore_pd
VMASKMOVPS (V1
_mm_maskload_ps
_mm_maskstore_ps
   
最上位ビット抽出       PMOVMSKB (S2
_mm_movemask_epi8
MOVMSKPD (S2
_mm_movemask_pd
MOVMSKPS (S1
_mm_movemask_ps
   
gather VPGATHERDQ (V2
_mm_i32gather_epi64
_mm_mask_i32gather_epi64

VPGATHERQQ (V2
_mm_i64gather_epi64
_mm_mask_i64gather_epi64
VPGATHERDD (V2
_mm_i32gather_epi32
_mm_mask_i32gather_epi32

VPGATHERQD (V2
_mm_i64gather_epi32
_mm_mask_i64gather_epi32
    VGATHERDPD (V2
_mm_i32gather_pd
_mm_mask_i32gather_pd

VGATHERQPD (V2
_mm_i64gather_pd
_mm_mask_i64gather_pd
VGATHERDPS (V2
_mm_i32gather_ps
_mm_mask_i32gather_ps

VGATHERQPS (V2
_mm_i64gather_ps
_mm_mask_i64gather_ps
   

 

変換

変換元\変換先 整数 実数
QWORD DWORD WORD BYTE 倍精度 単精度 半精度
整数 QWORD CVTSI2SD (S2 スカラーのみ
_mm_cvtsi64_sd
CVTSI2SS (S1 スカラーのみ
_mm_cvtsi64_ss
DWORD 小ネタ3
PMOVSXDQ (S4.1
_mm_ cvtepi32_epi64
PMOVZXDQ (S4.1
_mm_ cvtepu32_epi64
  PACKSSDW (S2
_mm_packs_epi32
PACKUSDW (S4.1
_mm_packus_epi32
CVTDQ2PD* (S2
_mm_cvtepi32_pd
CVTDQ2PS* (S2
_mm_cvtepi32_ps
WORD PMOVSXWQ (S4.1
_mm_ cvtepi16_epi64
PMOVZXWQ (S4.1
_mm_ cvtepu16_epi64
小ネタ3
PMOVSXWD (S4.1
_mm_ cvtepi16_epi32
PMOVZXWD (S4.1
_mm_ cvtepu16_epi32
PACKSSWB (S2
_mm_packs_epi16
PACKUSWB (S2
_mm_packus_epi16
BYTE PMOVSXBQ (S4.1
_mm_ cvtepi8_epi64
PMOVZXBQ (S4.1
_mm_ cvtepu8_epi64
PMOVSXBD (S4.1
_mm_ cvtepi8_epi32
PMOVZXBD (S4.1
_mm_ cvtepu8_epi32
小ネタ3
PMOVSXBW (S4.1
_mm_ cvtepi8_epi16
PMOVZXBW (S4.1
_mm_ cvtepu8_epi16
実数 倍精度 CVTSD2SI (S2 スカラーのみ
_mm_cvtsd_si64
CVTTSD2SI (S2 スカラーのみ 切捨
_mm_cvttsd_si64
CVTPD2DQ* (S2
_mm_cvtpd_epi32
CVTTPD2DQ* (S2 切捨
_mm_cvttpd_epi32
CVTPD2PS* (S2
_mm_cvtpd_ps
単精度 CVTSS2SI (S1 スカラーのみ
_mm_cvtss_si64
CVTTSS2SI (S1 スカラーのみ 切捨
_mm_cvttss_si64
CVTPS2DQ* (S2
_mm_cvtps_epi32
CVTTPS2DQ* (S2 切捨
_mm_cvttps_epi32
  CVTPS2PD* (S2
_mm_cvtps_pd
VCVTPS2PH (V1
_mm_cvtps_ph
半精度 VCVTPH2PS (V1
_mm_cvtph_ps

 

算術演算

  整数 実数
QWORD DWORD WORD BYTE 倍精度 単精度 半精度
add PADDQ (S2
_mm_add_epi64
PADDD (S2
_mm_add_epi32
PADDW (S2
_mm_add_epi16
PADDSW (S2
_mm_adds_epi16
PADDUSW (S2
_mm_adds_epu16
PADDB (S2
_mm_add_epi8
PADDSB (S2
_mm_adds_epi8
PADDUSB (S2
_mm_adds_epu8
ADDPD* (S2
_mm_add_pd
ADDPS* (S1
_mm_add_ps
sub PSUBQ (S2
_mm_sub_epi64
PSUBD (S2
_mm_sub_epi32
PSUBW (S2
_mm_sub_epi16
PSUBSW (S2
_mm_subs_epi16
PSUBUSW (S2
_mm_subs_epu16
PSUBB (S2
_mm_sub_epi8
PSUBSB (S2
_mm_subs_epi8
PSUBUSB (S2
_mm_subs_epu8
SUBPD* (S2
_mm_sub_pd
SUBPS* (S1
_mm_sub_ps
 
mul PMULDQ (S4.1
_mm_mul_epi32
PMULUDQ (S2
_mm_mul_epu32
PMULLD (S4.1
_mm_mullo_epi32
PMULHW (S2
_mm_mulhi_epi16
PMULHUW (S2
_mm_mulhi_epu16
PMULLW (S2
_mm_mullo_epi16
MULPD* (S2
_mm_mul_pd
MULPS* (S1
_mm_mul_ps
div DIVPD* (S2
_mm_div_pd
DIVPS* (S1
_mm_div_ps
逆数           RCPPS* (S1
_mm_rcp_ps
 
平方根         SQRTPD* (S2
_mm_sqrt_pd
SQRTPS* (S1
_mm_sqrt_ps
 
平方根の逆数           RSQRTPS* (S1
_mm_rsqrt_ps
 
max 小ネタ8 小ネタ8
PMAXSD (S4.1
_mm_max_epi32
PMAXUD (S4.1
_mm_max_epu32
PMAXSW (S2
_mm_max_epi16
PMAXUW (S4.1
_mm_max_epu16
小ネタ8
PMAXSB (S4.1
_mm_max_epi8
PMAXUB (S2
_mm_max_epu8
小ネタ8
MAXPD* (S2
_mm_max_pd
小ネタ8
MAXPS* (S1
_mm_max_ps
 
min 小ネタ8 小ネタ8
PMINSD (S4.1
_mm_min_epi32
PMINUD (S4.1
_mm_min_epu32
PMINSW (S2
_mm_min_epi16
PMINUW (S4.1
_mm_min_epu16
小ネタ8
PMINSB (S4.1
_mm_min_epi8
PMINUB (S2
_mm_min_epu8
小ネタ8
MINPD* (S2
_mm_min_pd
小ネタ8
MINPS* (S1
_mm_min_ps
平均     PAVGW (S2
_mm_avg_epu16
PAVGB (S2
_mm_avg_epu8
     
絶対値   小ネタ4
PABSD (SS3
_mm_abs_epi32
小ネタ4
PABSW (SS3
_mm_abs_epi16
小ネタ4
PABSB (SS3
_mm_abs_epi8
小ネタ5 小ネタ5  
符号操作   PSIGND (SS3
_mm_sign_epi32
PSIGNW (SS3
_mm_sign_epi16
PSIGNB (SS3
_mm_sign_epi8
     
丸め         ROUNDPD* (S4.1
_mm_round_pd
_mm_floor_pd
_mm_ceil_pd
ROUNDPS* (S4.1
_mm_round_ps
_mm_floor_ps
_mm_ceil_ps
 
add/sub         ADDSUBPD (S3
_mm_addsub_pd
ADDSUBPS (S3
_mm_addsub_ps
 
horizontal add   PHADDD (SS3
_mm_hadd_epi32
PHADDW (SS3
_mm_hadd_epi16
PHADDSW (SS3
_mm_hadds_epi16
  HADDPD (S3
_mm_hadd_pd
HADDPS (S3
_mm_hadd_ps
 
horizontal sub   PHSUBD (SS3
_mm_hsub_epi32
PHSUBW (SS3
_mm_hsub_epi16
PHSUBSW (SS3
_mm_hsubs_epi16
  HSUBPD (S3
_mm_hsub_pd
HSUBPS (S3
_mm_hsub_ps
 
ドット積         DPPD (S4.1
_mm_dp_pd
DPPS (S4.1
_mm_dp_ps
 
multiply and add PMADDWD (S2
_mm_madd_epi16
PMADDUBSW (SS3
_mm_maddubs_epi16
fused multiply and add / sub         VFMADDxxxPD* (FMA
_mm_fmadd_pd
VFMSUBxxxPD* (FMA
_mm_fmsub_pd
VFMADDSUBxxxPD (FMA
_mm_fmaddsub_pd
VFMSUBADDxxxPD (FMA
_mm_fmsubadd_pd
VFNMADDxxxPD* (FMA
_mm_fnmadd_pd
VFNMSUBxxxPD* (FMA
_mm_fnmsub_pd
xxx=132/213/231
VFMADDxxxPS* (FMA
_mm_fmadd_ps
VFMSUBxxxPS* (FMA
_mm_fmsub_ps
VFMADDSUBxxxPS (FMA
_mm_fmaddsub_ps
VFMSUBADDxxxPS (FMA
_mm_fmsubadd_ps
VFNMADDxxxPS* (FMA
_mm_fnmadd_ps
VFNMSUBxxxPS* (FMA
_mm_fnmsub_ps
xxx=132/213/231
 

比較

  整数
QWORD DWORD WORD BYTE
compare for == PCMPEQQ (S4.1
_mm_cmpeq_epi64
PCMPEQD (S2
_mm_cmpeq_epi32
PCMPEQW (S2
_mm_cmpeq_epi16
PCMPEQB (S2
_mm_cmpeq_epi8
compare for > PCMPGTQ (S4.2
_mm_cmpgt_epi64
PCMPGTD (S2
_mm_cmpgt_epi32
PCMPGTW (S2
_mm_cmpgt_epi16 
PCMPGTB (S2
_mm_cmpgt_epi8 

 

実数
倍精度 単精度 半精度
一方または両方がNaNのとき 条件不成立 条件成立とみなす 条件不成立 条件成立とみなす  
QNaNで例外 YES NO YES NO YES NO YES NO  
compare for == VCMPEQ_OSPD* (V1
_mm_cmp_pd
CMPEQPD* (S2
_mm_cmpeq_pd
VCMPEQ_USPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPEQ_UQPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPEQ_OSPS* (V1
_mm_cmp_ps
CMPEQPS* (S1
_mm_cmpeq_ps
VCMPEQ_USPS* (V1
_mm_cmp_ps
VCMPEQ_UQPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
compare for < CMPLTPD* (S2
_mm_cmplt_pd
VCMPLT_OQPD* (V1
_mm_cmp_pd
    CMPLTPS* (S1
_mm_cmplt_ps
VCMPLT_OQPS* (V1
_mm_cmp_ps
     
compare for <= CMPLEPD* (S2
_mm_cmple_pd
VCMPLE_OQPD* (V1
_mm_cmp_pd
CMPLEPS* (S1
_mm_cmple_ps
VCMPLE_OQPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
compare for > VCMPGTPD* (V1
_mm_cmpgt_pd (S2
VCMPGT_OQPD* (V1
_mm_cmp_pd
    VCMPGTPS* (V1
_mm_cmpgt_ps (S1
VCMPGT_OQPS* (V1
_mm_cmp_ps
     
compare for >= VCMPGEPD* (V1
_mm_cmpge_pd (S2
VCMPGE_OQPD* (V1
_mm_cmp_pd
    VCMPGEPS* (V1
_mm_cmpge_ps (S1
VCMPGE_OQPS* (V1
_mm_cmp_ps
     
compare for != VCMPNEQ_OSPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPNEQ_OQPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPNEQ_USPD* (V1
_mm_cmp_pd
CMPNEQPD* (S2
_mm_cmpneq_pd
VCMPNEQ_OSPS* (V1
_mm_cmp_ps
VCMPNEQ_OQPS* (V1
_mm_cmp_ps
VCMPNEQ_USPS* (V1
_mm_cmp_ps
CMPNEQPS* (S1
_mm_cmpneq_ps
 
compare for ! < CMPNLTPD* (S2
_mm_cmpnlt_pd
VCMPNLT_UQPD* (V1
_mm_cmp_pd
CMPNLTPS* (S1
_mm_cmpnlt_ps
VCMPNLT_UQPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
compare for ! <=     CMPNLEPD* (S2
_mm_cmpnle_pd
VCMPNLE_UQPD* (V1
_mm_cmp_pd
    CMPNLEPS* (S1
_mm_cmpnle_ps
VCMPNLE_UQPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
compare for ! > VCMPNGTPD* (V1
_mm_cmpngt_pd (S2
VCMPNGT_UQPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPNGTPS* (V1
_mm_cmpngt_ps (S1
VCMPNGT_UQPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
compare for ! >=     VCMPNGEPD* (V1
_mm_cmpnge_pd (S2
VCMPNGE_UQPD* (V1
_mm_cmp_pd
    VCMPNGEPS* (V1
_mm_cmpnge_ps (S1
VCMPNGE_UQPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
compare for ordered VCMPORD_SPD* (V1
_mm_cmp_pd
CMPORDPD* (S2
_mm_cmpord_pd
VCMPORD_SPS* (V1
_mm_cmp_ps
CMPORDPS* (S1
_mm_cmpord_ps
 
compare for unordered     VCMPUNORD_SPD* (V1
_mm_cmp_pd
CMPUNORDPD* (S2
_mm_cmpunord_pd
    VCMPUNORD_SPS* (V1
_mm_cmp_ps
CMPUNORDPS* (S1
_mm_cmpunord_ps
 
TRUE VCMPTRUE_USPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPTRUEPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPTRUE_USPS* (V1
_mm_cmp_ps
VCMPTRUEPS* (V1
_mm_cmp_ps
 
FALSE VCMPFALSE_OSPD* (V1
_mm_cmp_pd
VCMPFALSEPD* (V1
_mm_cmp_pd
    VCMPFALSE_OSPS* (V1
_mm_cmp_ps
VCMPFALSEPS* (V1
_mm_cmp_ps
     

 

  実数
倍精度 単精度 半精度
スカラー比較して
結果をフラグにセット
COMISD (S2
_mm_comieq_sd
_mm_comilt_sd
_mm_comile_sd
_mm_comigt_sd
_mm_comige_sd
_mm_comineq_sd

UCOMISD (S2
_mm_ucomieq_sd
_mm_ucomilt_sd
_mm_ucomile_sd
_mm_ucomigt_sd
_mm_ucomige_sd
_mm_ucomineq_sd
COMISS (S1
_mm_comieq_ss
_mm_comilt_ss
_mm_comile_ss
_mm_comigt_ss
_mm_comige_ss
_mm_comineq_ss

UCOMISS (S1
_mm_ucomieq_ss
_mm_ucomilt_ss
_mm_ucomile_ss
_mm_ucomigt_ss
_mm_ucomige_ss
_mm_ucomineq_ss
 

 

ビット単位の論理演算

  整数 実数
倍精度 単精度 半精度
and PAND (S2
_mm_and_si128
ANDPD (S2
_mm_and_pd
ANDPS (S1
_mm_and_ps
 
and not PANDN (S2
_mm_andnot_si128
ANDNPD (S2
_mm_andnot_pd
ANDNPS (S1
_mm_andnot_ps
 
or POR (S2
_mm_or_si128
ORPD (S2
_mm_or_pd
ORPS (S1
_mm_or_ps
 
xor PXOR (S2
_mm_xor_si128
XORPD (S2
_mm_xor_pd
XORPS (S1
_mm_xor_ps
test PTEST (S4.1
_mm_testz_si128
_mm_testc_si128
_mm_testnzc_si128
VTESTPD (V1
_mm_testz_pd
_mm_testc_pd
_mm_testnzc_pd
VTESTPS (V1
_mm_testz_ps
_mm_testc_ps
_mm_testnzc_ps
 

 

ビットシフト

  整数
QWORD DWORD WORD BYTE
shift left logical PSLLQ (S2
_mm_slli_epi64
_mm_sll_epi64
PSLLD (S2
_mm_slli_epi32
_mm_sll_epi32
PSLLW (S2
_mm_slli_epi16
_mm_sll_epi16
 
shift right logical PSRLQ (S2
_mm_srli_epi64
_mm_srl_epi64
PSRLD (S2
_mm_srli_epi32
_mm_srl_epi32
PSRLW (S2
_mm_srli_epi16
_mm_srl_epi16
 
shift right arithmetic   PSRAD (S2
_mm_srai_epi32
_mm_sra_epi32
PSRAW (S2
_mm_srai_epi16
_mm_sra_epi16
 
variable shift left VPSLLVQ (V2
_mm_sllv_epi64
VPSLLVD (V2
_mm_sllv_epi32
   
variable shift right logical VPSRLVQ (V2
_mm_srlv_epi64
VPSRLVD (V2
_mm_srlv_epi32
   
variable shift right arithmetic   VPSRAVD (V2
_mm_srav_epi32
   

 

バイトシフト

128bit
shift left logical PSLLDQ (S2
_mm_slli_si128
shift right logical PSRLDQ (S2
_mm_srli_si128
packed align right PALIGNR (SS3
_mm_alignr_epi8

 

文字列比較

explicit length implicit length
return index PCMPESTRI (S4.2
_mm_cmpestri
_mm_cmpestra
_mm_cmpestrc
_mm_cmpestro
_mm_cmpestrs
_mm_cmpestrz
PCMPISTRI (S4.2
_mm_cmpistri
_mm_cmpistra
_mm_cmpistrc
_mm_cmpistro
_mm_cmpistrs
_mm_cmpistrz
return mask PCMPESTRM (S4.2
_mm_cmpestrm
_mm_cmpestra
_mm_cmpestrc
_mm_cmpestro
_mm_cmpestrs
_mm_cmpestrz
PCMPISTRM (S4.2
_mm_cmpistrm
_mm_cmpistra
_mm_cmpistrc
_mm_cmpistro
_mm_cmpistrs
_mm_cmpistrz

 

その他

LDMXCSR (S1
_mm_setcsr
Load MXCSR register
STMXCSR (S1
_mm_getcsr
Save MXCSR register state

PSADBW (S2
_mm_sad_epu8
Compute sum of absolute differences
MPSADBW (S4.1
_mm_mpsadbw_epu8
Performs eight 4-byte wide Sum of Absolute Differences operations to produce eight word integers.

PMULHRSW (SS3
_mm_mulhrs_epi16
Packed Multiply High with Round and Scale

PHMINPOSUW (S4.1
_mm_minpos_epu16
Finds the value and location of the minimum unsigned word from one of 8 horizontally packed unsigned words. The resulting value and location (offset within the source) are packed into the low dword of the destination XMM register.

AESDEC (AESNI
_mm_aesdec_si128
Perform an AES decryption round using an 128-bit state and a round key
AESDECLAST (AESNI
_mm_aesdeclast_si128
Perform the last AES decryption round using an 128-bit state and a round key
AESENC (AESNI
_mm_aesenc_si128
Perform an AES encryption round using an 128-bit state and a round key
AESENCLAST (AESNI
_mm_aesenclast_si128
Perform the last AES encryption round using an 128-bit state and a round key
AESIMC (AESNI
_mm_aesimc_si128
Perform an inverse mix column transformation primitive
AESKEYGENASSIST (AESNI
_mm_aeskeygenassist_si128
Assist the creation of round keys with a key expansion schedule
PCLMULQDQ (PCLMULQDQ
_mm_clmulepi64_si128
Perform carryless multiplication of two 64-bit numbers

VZEROALL (V1
_mm256_zeroall
Zero all YMM registers
VZEROUPPER (V1
_mm256_zeroupper
Zero upper 128 bits of all YMM registers

MOVNTPS (S1
_mm_stream_ps
Non-temporal store of four packed single-precision floating-point values from an XMM register into memory
PREFETCHh (S1
_mm_prefetch
Load 32 or more of bytes from memory to a selected level of the processor’s cache hierarchy
SFENCE (S1
_mm_sfence
Serializes store operations
CLFLUSH (S2
_mm_clflush
Flushes and invalidates a memory operand and its associated cache line from all levels of the processor’s cache hierarchy
LFENCE (S2
_mm_lfence
Serializes load operations
PAUSE (S2 Improves the performance of “spin-wait loops”
MASKMOVDQU (S2
_mm_maskmoveu_si128
Non-temporal store of selected bytes from an XMM register into memory
MOVNTPD (S2
_mm_stream_pd
Non-temporal store of two packed double-precision floating-point values from an XMM register into memory
MOVNTDQ (S2
_mm_stream_ps
Non-temporal store of double quadword from an XMM register into memory
MOVNTI (S2
_mm_stream_si32
_mm_stream_si64
Non-temporal store of a doubleword from a general-purpose register into memory
LDDQU (S3
_mm_lddqu_si128
Special 128-bit unaligned load designed to avoid cache line splits
MONITOR (S3
_mm_monitor
Sets up an address range used to monitor write-back stores
MWAIT (S3
_mm_mwait
Enables a logical processor to enter into an optimized state while waiting for a write-back store to the address range set up by the MONITOR instruction
MOVNTDQA (S4.1
_mm_stream_load_si128
Provides a non-temporal hint that can cause adjacent 16-byte items within an aligned 64-byte region (a streaming line) to be fetched and held in a small set of temporary buffers (“streaming load buffers”). Subsequent streaming loads to other aligned 16-byte items in the same streaming line may be supplied from the streaming load buffer and can improve throughput.

 

 

おまけ

小ネタ1 ゼロクリア

xor命令でできます。実数型でもできます。

例: XMM1の2個のQWORD(または4個のDWORD、8個のWORD、16個のBYTE)をすべて0にする

        pxor         xmm1, xmm1

例: XMM1の4個のfloatに0.0fを入れる

        xorps        xmm1, xmm1

例: XMM1の2個のdoubleに0.0を入れる

        xorpd        xmm1, xmm1

 

小ネタ2 ひとつの値をXMMレジスタ全体にコピーする

shuffle命令でできます。

例: XMM1の最下位32ビットに入っているfloat値をXMM1の他の3つの32bitにコピーする

        shufps       xmm1, xmm1, 0

例: XMM1の最下位16ビットに入っているWORD値をXMM1の他の7つの16bitにコピーする

        pshuflw       xmm1, xmm1, 0
        pshufd        xmm1, xmm1, 0

例: XMM1の下位64ビットに入っているQWORD値をXMM1の上位64bitにコピーする

         pshufd        xmm1, xmm1, 44h     ; 01 00 01 00 B = 44h

これはこっちのほうがいいですね。

         punpcklqdq    xmm1, xmm1

 

小ネタ3 整数の符号拡張、ゼロ拡張

unpack命令でできます。

例: XMM1の8個のWORD値をDWORDにゼロ拡張してXMM1(下位4個), XMM2(上位4個)に入れる

        movdqa     xmm2, xmm1     ; 元データ WORD[7] [6] [5] [4] [3] [2] [1] [0]
        pxor       xmm3, xmm3     ; 各WORDに付加する上位16ビット=all 0
        punpcklwd  xmm1, xmm3     ; 下位4個分 0 [3] 0 [2] 0 [1] 0 [0] 
        punpckhwd  xmm2, xmm3     ; 上位4個分 0 [7] 0 [6] 0 [5] 0 [4]

例: XMM1の16個のBYTE値をWORDに符号拡張してXMM1(下位8個)、XMM2(上位8個)に入れる

        pxor       xmm3, xmm3
        movdqa     xmm2, xmm1
        pcmpgtb    xmm3, xmm1     ; 各BYTEに付加する上位8ビット 正なら0、負なら-1
        punpcklbw  xmm1, xmm3     ; 下位8個分
        punpckhbw  xmm2, xmm3     ; 上位8個分

例(intrinsics): __m128i 型変数words8に入っている8個のWORD値を符号拡張してdwords4lo(下位4個)、dwords4hi(上位4個)に入れる

    const __m128i izero = _mm_setzero_si128();
    __m128i words8hi = _mm_cmpgt_epi16(izero, words8);
    __m128i dwords4lo = _mm_unpacklo_epi16(words8, words8hi);
    __m128i dwords4hi = _mm_unpackhi_epi16(words8, words8hi);

 

小ネタ4 整数の絶対値

整数は2の補数なので、正または0ならば何もしない、負ならば全ビット反転後1を加える、ということをすると絶対値になります。

例: XMM1に入っている8個の符号付きWORD値の絶対値をXMM1に入れる

                                 ; 元データが正/0の場合; 元データが負の場合
       pxor      xmm2, xmm2      
       pcmpgtw   xmm2, xmm1      ; xmm2←0             ; xmm2←-1
       pxor      xmm1, xmm2      ; 0とxor(何もしない)  ; -1とxor(全ビット反転)
       psubw     xmm1, xmm2      ; 0を引く(何もしない) ; -1を引く(1を加える)

例(intrinsics): __m128i 型変数dwords4に入っている4個の符号付きDWORD値の絶対値をdwords4に入れる

    const __m128i izero = _mm_setzero_si128();
    __m128i tmp = _mm_cmpgt_epi32(izero, dwords4);
    dwords4 = _mm_xor_si128(dwords4, tmp);
    dwords4 = _mm_sub_epi32(dwords4, tmp);

 

小ネタ5 実数の絶対値

実数は補数でないので符号(最上位ビット)だけクリアすれば絶対値になります。

例: XMM1に入っている4個の単精度実数の絶対値をXMM1に入れる

; データ
              align   16
signoffmask   dd      4 dup (7fffffffH)       ; 最上位ビットだけを落とすマスク
        
; コード
              andps   xmm1, xmmword ptr signoffmask        

例(intrinsics): __m128 型変数floats4に入っている4個の単精度実数の絶対値をfloats4に入れる

    const __m128 signmask = _mm_set1_ps(-0.0f); // 0x80000000

    floats4 = _mm_andnot_ps(signmask, floats4);

 

小ネタ6 整数の乗算命令が足りない?

符号なし・符号つきで違いがあるのは上位だけです。下位は兼用できます。

符号なしWORD×WORD→上位側PMULHUW 下位側PMULLW

符号つきWORD×WORD→上位側PMULHW 下位側PMULLW

 

小ネタ7 MOVや論理演算で整数型と実数型があるのはなぜ?

MOV系の命令はビットパターンをそのままコピーするだけなのになぜ型ごとに別の命令があるのでしょうか?

違う動作をする? いいえ。ソフトウェア的には同じ動作です。実数としては不正かもしれない任意のビットパターンをmovapsしても大丈夫です。単精度データが入っているXMMWORDをmovdqaでXMMレジスタにロードしてそのあと単精度演算しても大丈夫です。型の違う命令でmovしてもOKなことは仕様で明確に規定されています。

違いは外からは直接見えないCPUの中の動作です。正しい型の命令を使えばCPUの中で一貫性のある動作ができるので処理が速くなる可能性があります。型がわかっている場合はその型の命令を使うのがよいでしょう。

サブルーチンの入口・出口でXMMレジスタのセーブやリストアをするときなど、どの型のデータが中に入っているか知るすべがないような場合には、型の違う命令でmovしてもちゃんと動くということです。

ビット演算命令も同じです。

 

小ネタ8 max・min

比較命令でマスクを得てからビット演算するとできます。

例: XMM1とXMM2に入っている各4個のDWORD値どうしを符号付き比較して小さい方をXMM1に入れる

; A=xmm1  B=xmm2                    ; A>Bのとき     ; A<=Bのとき
        movdqa      xmm0, xmm1
        pcmpgtd     xmm1, xmm2      ; xmm1=-1       ; xmm1=0
        pand        xmm2, xmm1      ; xmm2=B        ; xmm2=0
        pandn       xmm1, xmm0      ; xmm1=0        ; xmm1=A
        por         xmm1, xmm2      ; xmm1=B        ; xmm1=A

例(intrinsics): __m128i 型変数a, bに入っている各16個のバイト値どうしを符号付き比較して大きいほうをmaxABに入れる

    __m128i mask = _mm_cmpgt_epi8(a, b);
    __m128i selectedA = _mm_and_si128(mask, a);
    __m128i selectedB = _mm_andnot_si128(mask, b);
    __m128i maxAB = _mm_or_si128(selectedA, selectedB);

 

小ネタ9 128ビットAVX命令とSSE命令の違いは?

多くの命令でデスティネーションにソースとは別のレジスタが使えるのでmovが要らなくなるのは自明ですがほかにも違いがあります。

一般的にAVX128ビット命令ではデスティネーションレジスタの上位にある128ビットがゼロクリアされます(例:デスティネーションにXMM0を指定するとYMM0の上位128ビットが0になります)。SSE命令では上位をいじりません。

一般的にSSE命令では16バイト境界調整が必須ですがAVX命令では16バイト境界調整しなくても実行できます(movdqA等、明示的にアラインメントを要求する命令を除く)。が性能的には調整したほうがいいでしょう。

AVX256ビット命令とAVX128ビット命令とSSE128ビット命令を混在させると著しく性能低下する場合があるようです。AVX256ビット命令とAVX128ビット命令を使う場合はSSE128ビット命令の使用を避ける(AVX128ビット命令に書き換える)のがいいかもしれません。

 

小ネタ10 全ビットを立てる

PCMPEQx命令でできます。

例: XMM1の2個のQWORD(または4個のDWORD、8個のWORD、16個のBYTE)をすべて-1にする

        pcmpeqb         xmm1, xmm1

 


ver 2017052600

ホームページ http://www.officedaytime.com/