SSE指令簡明參考

原創 DiffenYu 2020-02-23 20:35

http://gameboy007.blog.sohu.com/76461459.html

ADDPS


格式：ADDPS xmm1, xmm2/m128

功能：兩組單精度數相加

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0]   + SRC/m128[31-0]  ;
DEST[63-32]  = DEST[63-32]  + SRC/m128[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64]  + SRC/m128[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96] + SRC/m128[127-96];

ADDSS

格式：ADDSS xmm1, xmm2/m32

功能：低位單精度數相加

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0] + SRC/m32[31-0];
DEST[63-32]  = DEST[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96]; 
    
ANDNPS

格式：ANDNPS xmm1, xmm2/m128

功能：xmm1“取反”再和 xmm2/m128 求“與”運算

算法：

DEST[127-0] = NOT (DEST[127-0]) AND SRC/m128[127-0];

ANDPS

格式：ANDPS xmm1, xmm2/m128

功能：進行兩個寄存器的邏輯“與”操作

算法：

DEST[127-0] AND= SRC/m128[127-0];

CMPPS

格式：CMPPS xmm1, xmm2/m128, imm8

功能：比較兩個寄存器的數值，根據imm8的不同數值採用不同的比較方法

imm8 == 0, ==; imm8 == 1,  <; imm8 == 2,  <=; imm8 == 3,  ?;
imm8 == 4, !=; imm8 == 5, !<; imm8 == 6, !<=; imm8 == 7, !?;

算法：

IF     (imm8 = 0) THEN
    OP = "EQ";
ELSEIF (imm8 = 1) THEN
    OP = "LT";
ELSEIF (imm8 = 2) THEN
    OP = "LE";
ELSEIF (imm8 = 3) THEN
    OP = "UNORD";
ELSEIF (imm8 = 4) THEN
    OP = "NE";
ELSEIF (imm8 = 5) THEN
    OP = "NLT";
ELSEIF (imm8 = 6) THEN
    OP = "NLE";
ELSEIF (imm8 = 7) THEN
    OP = "ORD";
FI

CMP0 = DEST[31-0]   OP SRC/m128[31-0];
CMP1 = DEST[63-32]  OP SRC/m128[63-32];
CMP2 = DEST [95-64] OP SRC/m128[95-64];
CMP3 = DEST[127-96] OP SRC/m128[127-96];

IF (CMP0 = TRUE) THEN
    DEST[31-0] = 0XFFFFFFFF;
ELSE
    DEST[31-0] = 0X00000000;
FI
IF (CMP1 = TRUE) THEN
    DEST[63-32] = 0XFFFFFFFF;
ELSE
    DEST[63-32] = 0X00000000;
FI
IF (CMP2 = TRUE) THEN
    DEST[95-64] = 0XFFFFFFFF;
ELSE
    DEST[95-64] = 0X00000000;
FI
IF (CMP3 = TRUE) THEN
    DEST[127-96] = 0XFFFFFFFF;
ELSE
    DEST[127-96] = 0X00000000;
FI

其它：你可以使用下面的可讀性良好的指令

指令                        實現
CMPEQPS    xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 0
CMPLTPS    xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 1
CMPLEPS    xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 2
CMPUNORDPS xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 3
CMPNEQPS   xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 4
CMPNLTPS   xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 5
CMPNLEPS   xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 6
CMPORDPS   xmm1, xmm2；     CMPPS xmm1,xmm2, 7

CMPSS

格式：CMPSS xmm1, xmm2/m32, imm8

功能：低位單精度數做比較

算法：算法同CMPPS相似，只不過只是針對DEST[31-0]進行操作。

同樣也可以利用可讀性更好的指令

指令                        實現
CMPEQSS    xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 0
CMPLTSS    xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 1
CMPLESS    xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 2
CMPUNORDSS xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 3
CMPNEQSS   xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 4
CMPNLTSS   xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 5
CMPNLESS   xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 6
CMPORDSS   xmm1, xmm2       CMPSS xmm1,xmm2, 7

COMISS

格式：COMISS xmm1, xmm2/m32

功能：比較低位數並且設置標識位

算法：

OF = 0;
SF = 0;
AF = 0;
IF     ((DEST[31-0] UNORD SRC/m32[31-0]) = TRUE) THEN
    ZF = 1;
    PF = 1;
    CF = 1;
ELSEIF ((DEST[31-0] GTRTHAN SRC/m32[31-0]) = TRUE)THEN
    ZF = 0;
    PF = 0;
    CF = 0;
ELSEIF ((DEST[31-0] LESSTHAN SRC/m32[31-0]) = TRUE THEN
    ZF = 0;
    PF = 0;
    CF = 1;
ELSE
    ZF = 1;
    PF = 0;
    CF = 0;
FI

CVTPI2PS

格式：CVTPI2PS xmm, mm/m64

功能：32位整數轉變爲浮點數

算法：

DEST[31-0]   = (float) (SRC/m64[31-0]) ;
DEST[63-32]  = (float) (SRC/m64[63-32]);
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96]; 
CVTPS2PI

格式：CVTPS2PI mm, xmm/m64

功能：低位的兩個浮點數轉變爲整數

算法：

DEST[31-0] = (int) (SRC/m64[31-0]);
DEST[63-32]= (int) (SRC/m64[63-32]);

CVTSI2SS

格式：CVTSI2SS xmm, r/m32

功能：32位整數轉變爲浮點數，存入低位

算法：

DEST[31-0]   = (float) (R/m32);
DEST[63-32]  = DEST[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96];

CVTSS2SI

格式：CVTSS2SI r32, xmm/m32

功能：低位的浮點數轉變爲32位整數

算法：

r32 = (int) (SRC/m32[31-0]);

CVTTPS2PI

格式：CVTTPS2PI mm, xmm/m64

功能：低位的兩個浮點數轉變爲整數，並且舍位

算法：

DEST[31-0]  = (int) (SRC/m64[31-0]) ;
DEST[63-32] = (int) (SRC/m64[63-32]);

CVTTSS2SI

格式：CVTTSS2SI r32, xmm/ m32

功能：將最低位浮點數轉換爲整數，並舍位。

算法：

r32 = (INT) (SRC/m32[31-0]);

DIVPS

格式：DIVPS xmm1, xmm2/m128

功能：單精度數除法運算

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0]   / (SRC/m128[31-0])  ;
DEST[63-32]  = DEST[63-32]  / (SRC/m128[63-32]) ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64]  / (SRC/m128[95-64]) ;
DEST[127-96] = DEST[127-96] / (SRC/m128[127-96]);

DIVSS

格式：DIVSS xmm1, xmm2/m32

功能：低位單精度數除法

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0] / (SRC/m32[31-0]);
DEST[63-32]  = DEST[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96];

EMMS

格式：EMMS

功能：將浮點標識字置空

算法：

FPUTagWord <- FFFF

FXRSTOR

格式：FXRSTOR m512byte

功能：從m512byte中裝入FP，MMX，以及SSE的狀態

算法：

FP and MMX state and Streaming SIMD Extension state = m512byte;

FXSAVE

格式：FXSAVE m512byte

功能：向m512byte中存入FP，MMX，以及SSE的狀態

算法：

m512byte = FP and MMX state and Streaming SIMD Extension state;

LDMXCSR

格式：LDMXCSR m32

功能：裝入SSE的狀態控制字

算法：

MXCSR = m32;

MAXPS

格式：MAXPS xmm1, xmm2/m128

功能：返回最大值

算法：

IF (DEST[31-0]=NaN) THEN
    DEST[31-0] = SRC[31-0];
ELSEIF (SRC[31-0] = NaN) THEN
    DEST[31-0] = SRC[31-0];
ELSEIF (DEST[31-0] > SRC/m128[31-0]) THEN
    DEST[31-0] = DEST[31-0];
ELSE
    DEST[31-0] = SRC/m128[31-0];
FI
IF (DEST[63-32]=NaN) THEN
    DEST[63-32] = SRC[63-32];
ELSEIF (SRC[63-32] = NaN) THEN
    DEST[63-32] = SRC[63-32];
ELSEIF (DEST[63-32] > SRC/m128[63-32]) THEN
    DEST[63-32] = DEST[63-32];
ELSE
    DEST[63-32] = SRC/m128[63-32];
FI
IF (DEST[95-64]=NaN) THEN
    DEST[95-64] = SRC[95-64];
ELSEIF (SRC[95-64] = NaN) THEN
    DEST[95-64] = SRC[95-64];
ELSEIF (DEST[95-64] > SRC/m128[95-64]) THEN
    DEST[95-64] = DEST[95-64];
ELSE
    DEST[95-64] = SRC/m128[95-64];
FI
IF (DEST[127-96]=NaN) THEN
    DEST[127-96] = SRC[127-96];
ELSEIF (SRC[127-96] = NaN) THEN
    DEST[127-96] = SRC[127-96];
ELSEIF (DEST[127-96] > SRC/m128[127-96]) THEN
    DEST[127-96] = DEST[127-96];
ELSE
    DEST[127-96] = SRC/m128[127-96];
FI

MAXSS

格式：MAXSS xmm1, xmm2/m32

功能：返回低位最大值

算法：同上面類似，區別在於只對DEST[31-0]進行操作

MINPS

格式：MINPS xmm1, xmm2/m128

功能：返回最小值

算法：略

MINSS

格式：MINSS xmm1, xmm2/m32

功能：返回低位最小值

算法：略

MOVAPS

格式：MOVAPS xmm1, xmm2/m128 或 MOVAPS xmm2/m128, xmm1

功能：對齊的數據傳輸指令

算法：

IF (destination = DEST) THEN
    IF (SRC = m128)THEN (* load instruction *)
        DEST[127-0] = m128;
    ELSE(* move instruction *)
        DEST[127=0] = SRC[127-0];
    FI;
ELSE
    IF (destination = m128)THEN (* store instruction *)
        m128 = SRC[127-0];
    ELSE(* move instruction *)
        DEST[127-0] = SRC[127-0];
    FI;
FI; 
    
MOVHLPS

格式：MOVHLPS xmm1, xmm2

功能：高位的兩個數傳向低位

算法：

DEST[127-64] = DEST[127-64];
DEST[63-0]   = SRC[127-64] ;

MOVHPS

格式：MOVHPS xmm, m64 或 MOVHPS m64, xmm

功能：高位數據傳輸指令

算法：

IF (destination = DEST) THEN(* load instruction *)
    DEST[127-64] = m64;
    DEST[31-0] = DEST[31-0];
    DEST[63-32] = DEST[63-32];
    ELSE (* store instruction *)
    m64 = SRC[127-64];
FI; 
    
MOVLPS

格式：MOVLPS xmm, m64 或 MOVLPS m64, xmm

功能：低位數據傳輸指令

算法：

IF (destination = DEST) THEN(* load instruction *)
    DEST[63-0] = m64;
    DEST[95-64] = DEST[95-64];
    DEST[127-96] = DEST[127-96];
ELSE(* store instruction *)
    m64 = DEST[63-0];
FI 
    
MOVLHPS

格式：MOVLHPS xmm1, xmm2

功能：低位的兩個數傳向高位

算法：

DEST[127-64] = SRC[63-0];
DEST[63-0]   = DEST[63-0];

MOVMSKPS

格式：MOVMSKPS r32, xmm

功能：掩碼移入32位寄存器

算法：

r32[0]     = SRC[31] ;
r32[1]     = SRC[63] ;
r32[2]     = SRC[95] ;
r32[3]     = SRC[127];
r32[7-4]   = 0X0     ;
r32[15-8]  = 0X00    ;
r32[31-16] = 0X0000  ;

MOVNTPS

格式：MOVNTPS m128, xmm

功能：將數據直接存入內存，減小對緩存的壓力

算法：

m128 = SRC;

MOVSS

格式：MOVSS xmm1, xmm2/m32 或 MOVSS xmm2/m32, xmm1

功能：最低位數據的傳輸指令

算法：

IF (destination = DEST) THEN
    IF (SRC == m32) THEN(* load instruction *)
        DEST[31-0] = m32;
        DEST [63-32] = 0X00000000;
        DEST [95-64] = 0X00000000;
        DEST [127-96] = 0X00000000;
    ELSE(* move instruction *)
        DEST [31-0] = SRC[31-0];
        DEST [63-32] = DEST [63-32];
        DEST [95-64] = DEST [95-64];
        DEST [127-96] = DEST [127-96];
    FI
ELSE
    IF (destination = m32) THEN(* store instruction *)
        m32 = SRC[31-0];
    ELSE (* move instruction *)
        DEST [31-0] = SRC[31-0]
        DEST [63-32] = DEST[63-32];
        DEST [95-64] = DEST [95-64];
        DEST [127-96] = DEST [127-96];
    FI
FI

MOVUPS

格式：MOVUPS xmm1, xmm2/m128 或 MOVUPS xmm2/m128, xmm1

功能：非對齊數據的傳輸指令

算法：

IF (destination = xmm) THEN
    IF (SRC = m128)THEN(* load instruction *)
        DEST[127-0] = m128;
    ELSE (* move instruction *)
        DEST[127-0] = SRC[127-0];
    FI
ELSE
    IF (destination = m128) THEN(* store instruction *)
        m128 = SRC[127-0];
    ELSE (* move instruction *)
        DEST[127-0] = SRC[127-0];
    FI
FI

MULPS

格式：MULPS xmm1, xmm2/m128

功能：單精度數相乘

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0]   * SRC/m128[31-0]  ;
DEST[63-32]  = DEST[63-32]  * SRC/m128[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64]  * SRC/m128[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96] * SRC/m128[127-96];

MULSS

格式：MULSS xmm1, xmm2/m32

功能：最低位的單精度數相乘

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0] * SRC/m32[31-0];
DEST[63-32]  = DEST[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96];

ORPS

格式：ORPS xmm1, xmm2/m128

功能：求或運算

算法：

DEST[127-0] |= SRC/m128[127-0]; 
RCPPS

格式：RCPPS xmm1, xmm2/m128

功能：求倒數的近似值

算法：

DEST[31-0]   = APPROX (1.0/(SRC/m128[31-0]))  ;
DEST[63-32]  = APPROX (1.0/(SRC/m128[63-32])) ;
DEST[95-64]  = APPROX (1.0/(SRC/m128[95-64])) ;
DEST[127-96] = APPROX (1.0/(SRC/m128[127-96]));

RCPSS

格式：RCPSS xmm1, xmm2/m32

功能：求最低位的倒數的近似值

算法：

DEST[31-0]   = APPROX (1.0/(SRC/m32[31-0]));
DEST[63-32]  = DEST[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96];

RSQRTPS

格式：RSQRTPS xmm1, xmm2/m128

功能：求倒數平方根的近似值

算法：

DEST[31-0] = APPROX (1.0/SQRT(SRC/m128[31-0]))    ;
DEST[63-32] = APPROX (1.0/SQRT(SRC/m128[63-32]))  ;
DEST[95-64] = APPROX (1.0/SQRT(SRC/m128[95-64]))  ;
DEST[127-96] = APPROX (1.0/SQRT(SRC/m128[127-96]));

RSQRTSS

格式：RSQRTSS xmm1, xmm2/m32

功能：求最低位倒數平方根的近似值

算法：

DEST[31-0]   = APPROX (1.0/SQRT(SRC/m32[31-0]));
DEST[63-32]  = DEST[63-32] ;
DEST[95-64]  = DEST[95-64] ;
DEST[127-96] = DEST[127-96];

SHUFPS

格式：SHUFPS xmm1, xmm2/m128, imm8

功能：打亂順序

算法：

FP_SELECT = (imm8 >> 0) AND 0X3;
IF (FP_SELECT = 0) THEN
    DEST[31-0] = DEST[31-0];
ELSEIF (FP_SELECT = 1) THEN
    DEST[31-0] = DEST[63-32];
ELSEIF (FP_SELECT = 2) THEN
    DEST[31-0] = DEST[95-64];
ELSE
    DEST[31-0] = DEST[127-96];
FI

FP_SELECT = (imm8 >> 2) AND 0X3;
IF (FP_SELECT = 0) THEN
    DEST[63-32] = DEST[31-0];
ELSEIF (FP_SELECT = 1) THEN
    DEST[63-32] = DEST[63-32];
ELSEIF (FP_SELECT = 2) THEN
    DEST[63-32] = DEST[95-64];
ELSE
    DEST[63-32] = DEST[127-96];
FI

FP_SELECT = (imm8 >> 4) AND 0X3;
IF (FP_SELECT = 0) THEN
    DEST[95-64] = SRC/m128[31-0];
ELSEIF (FP_SELECT = 1) THEN
    DEST[95-64] = SRC/m128 [63-32];
ELSEIF (FP_SELECT = 2) THEN
    DEST[95-64] = SRC/m128 [95-64];
ELSE
    DEST[95-64] = SRC/m128 [127-96];
FI

FP_SELECT = (imm8 >> 6) AND 0X3;
IF (FP_SELECT = 0) THEN
    DEST[127-96] = SRC/m128 [31-0];
ELSEIF (FP_SELECT = 1) THEN
    DEST[127-96] = SRC/m128 [63-32];
ELSEIF (FP_SELECT = 2) THEN
    DEST[127-96] = SRC/m128 [95-64];
ELSE
    DEST[127-96] = SRC/m128 [127-96];
FI

SQRTPS

格式：SQRTPS xmm1, xmm2/m128

功能：求平方根

算法：

DEST[31-0]   = SQRT (SRC/m128[31-0] );
DEST[63-32]  = SQRT (SRC/m128[63-32]);
DEST[95-64]  = SQRT (SRC/m128[95-64]);
DEST[127-96] = SQRT (SRC/m128[127-96]);

SQRTSS

格式：SQRTSS xmm1, xmm2/m32

功能：最低位數求平方根

算法：

DEST[31-0]   = SQRT (SRC/m32[31-0]);
DEST[63-32]  = DEST[63-32];
DEST[95-64]  = DEST[95-64];
DEST[127-96] = DEST[127-96];

STMXCSR

格式：STMXCSR m32

功能：存儲SSE控制字

算法：

m32 = MXCSR;

SUBPS

格式：SUBPS xmm1, xmm2/m128

功能：單精度數的減法運算

算法：

DEST[31-0]   = DEST[31-0]   - SRC/m128[31-0] ;
DEST[63-32]  = DEST[63-32]  - SRC/m128[63-32];
DEST[95-64]  = DEST[95-64]  - SRC/m128[95-64];
DEST[127-96] = DEST[127-96] - SRC/m128[127-96];

SUBSS

格式：SUBSS xmm1, xmm2/m32

功能：最低位數相減

算法：

DEST[31-0] = DEST[31-0] - SRC/m32[31-0];
DEST[63-32] = DEST[63-32];
DEST[95-64] = DEST[95-64];
DEST[127-96] = DEST[127-96];

UCOMISS

格式：UCOMISS xmm1, xmm2/m32

功能：比較低位數並且設置標誌位

算法：

OF = 0;
SF = 0;
AF = 0;
IF ((DEST[31-0] UNORD SRC/m32[31-0]) = TRUE) THEN
    ZF = 1;
    PF = 1;
    CF = 1;
ELSEIF ((DEST[31-0] GTRTHAN SRC/m32[31-0]) = TRUE)THEN
    ZF = 0;
    PF = 0;
    CF = 0;
ELSEIF ((DEST[31-0] LESSTHAN SRC/m32[31-0]) = TRUE THEN
    ZF = 0;
    PF = 0;
    CF = 1;
ELSE
    ZF = 1;
    PF = 0;
    CF = 0;
FI

UNPCKHPS

格式：UNPCKHPS xmm1, xmm2/m128

功能：高位兩數交替傳輸

算法：

DEST[31-0] = DEST[95-64];
DEST[63-32] = SRC/m128[95-64];
DEST[95-64] = DEST[127-96];
DEST[127-96] = SRC/m128[127-96];

UNPCKLPS

格式：UNPCKLPS xmm1, xmm2/m128

功能：低位兩數交替傳輸

算法：

DEST[31-0] = DEST[31-0];
DEST[63-32] = SRC/m128[31-0];
DEST[95-64] = DEST[63-32];
DEST[127-96] = SRC/m128[63-32];

XORPS

格式：XORPS xmm1, xmm2/m128

功能：異或運算

算法：

DEST[127-0] = DEST/m128[127-0] XOR SRC/m128[127-0]
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