将 4 个字节扩展为 8 个字节的最快方法（32 位 -> 64 位）

Question

假设您有一个 32 位无符号整数，其中字节的组织方式如下：a b c d。以这种方式将这些字节传播到 64 位无符号整数的最快方法是什么： 0 a 0 b 0 c 0 d？它适用于 x86-64 架构。我想知道不使用特殊内在函数的最快方法，尽管这也很有趣。（我说 'fastest'，但具有合理性能的紧凑型解决方案也不错）。

为需要上下文的人编辑。这似乎是一项非常简单的工作，只需移动一些字节，但它需要的指令比您想象的要多 (check this godbolt with optimizations)。因此我只是想知道是否有人知道用更少的指令解决问题的方法。

Answer 1

uint64_t x = ...;
// 0 0 0 0 a b c d
x |= x << 16;
// 0 0 a b ? ? c d
x = x << 8 & 0x00ff000000ff0000 | x & 0x000000ff000000ff;
// 0 a 0 b 0 c 0 d

为了完整起见，现代 x86 处理器可以通过一条快速指令完成此操作：

x = _pdep_u64(x, 0xff00ff00ff00ff)

Answer 2

是这样的吗？

_mm256_cvtepu8_epi16(eight_bit_numbers)：采用 16 个 8 位数字的 128 位向量，并将其转换为 16 个 16 位带符号整数的 256 位向量。例如：

 __m128i value1 = _mm_setr_epi8(0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 
    0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff, 0x00);
 __m256i value2 = _mm256_cvtepu8_epi16(value1);

或者对于 32 位 -> 64 位：

https://software.intel.com/sites/landingpage/IntrinsicsGuide/#text=_mm256_cvtepu32_epi64

将 4 个字节扩展为 8 个字节的最快方法（32 位 -> 64 位）

Fastest way to spread 4 bytes into 8 bytes (32bit -> 64bit)

c

c++

performance

low-level-code