c++ - avx浮点按位逻辑运算的原因是什么？

Question

AVX 允许在 float 据类型 __m256 和 __m256d 上进行按位逻辑运算，例如和/或。

但是，C++ 不允许对 float 和 double 进行按位运算，这是合理的。如果我是对的，则不能保证 float 的内部表示，编译器是否会使用 IEEE754，因此程序员无法确定 float 的位会是什么样子。

考虑这个例子:

#include <immintrin.h>
#include <iostream>
#include <limits>
#include <cassert>

int main() {

    float x[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
    float mask[8] = {-1,0,0,-1,0,-1,0,0};
    float x_masked[8];

    assert(std::numeric_limits<float>::is_iec559);

    __m256 x_ = _mm256_load_ps(x);
    __m256 mask_ = _mm256_load_ps(mask);

    __m256 x_masked_ = _mm256_and_ps(x_,mask_);

    _mm256_store_ps(x_masked,x_masked_);

    for(int i = 0; i < 8; i++)
        std::cout << x_masked[i] << " ";

    return 0;
}

假设使用 IEEE754，因为 -1 的表示是 0xffffffff，我希望输出是

1,0,0,4,0,6,0,0

虽然是这样

1 0 0 1.17549e-38 0 1.17549e-38 0 0

因此我对内部表示的假设可能是错误的(或者我犯了一些愚蠢的错误)。

所以问题是:有没有一种方法可以让我在逻辑上使用 float 并确保结果有意义这一事实？

Answer 1

如果您使用的是 AVX 内在函数，那么您就知道您使用的是 IEEE754 float ，因为这就是 AVX 所做的。

一些对 float 有意义的按位运算是

• 选择，如 Jens 的回答，尽管从 SSE4.1 开始，我们有 blendvps 及其亲属在一条指令中完成此操作
• 绝对值(屏蔽符号)
• 求反(与 -0.0f 异或)
• 转移标志
• 提取指数(罕见)

主要是为了操纵符号，或者有选择地将整个 float 清零，而不是为了处理指数或尾数的个别位——你可以做到，但很少有用。