ZT 基於MMX指令集的程式設計簡介

基於mmx指令集的程式設計簡介

mmx技術簡介

intel 公司的mmx™（多**增強指令集）技術可以大大提高應用程式對二維三維圖形和圖象的處理能力。intel mmx技術可用於對大量資料和複雜陣列進行的複雜處理，使用mmx技術可處理的資料基本單位可以是位元組（byte）、字（word），或者是雙字（double-word）。

visual studio .net 2003提供了對mmx指令集特性的支援，從而可以不必編寫彙編**，直接使用c++**就可以實現mmx指令的功能。通過參考intel軟體說明書（intel software manuals）[1]以及閱讀msdn中有關mmx程式設計技術的主題會使你更好地把握mmx程式設計的要點。

mmx技術實現了單道指令多道資料流（simd，single-instruction, multiple-data）的執行模式。考慮下面乙個需要程式設計完成的任務，在乙個位元組（byte）陣列中使其中每乙個元素加上乙個數，在傳統的程式中，實現這個功能的演算法如下：

for each b in array //對陣列中的每乙個元素b

b = b + n //加上乙個數n

下面看看它的實現細節：

for each b in array //對陣列中的每乙個元素b

具有mmx指令集支援的處理器有八個64位的暫存器，每乙個暫存器可以存放8個位元組（byte）、4個字(word)或2個雙字(double-word)。mmx技術同時提供了乙個mmx指令集，其中的指令可以可以把乙個數值（其型別可以是位元組、字或雙字）載入到這些mmx暫存器中，在暫存器中進行算術或邏輯運算，然後把暫存器中的結果放回記憶體儲存單元。上面的例子採用mmx技術後的演算法是這樣的：

for each 8 members in array //把陣列中的8個位元組（其中乙個位元組為陣列中的乙個單位）作為一組取出

c++程式設計人員不必直接使用mmx指令集中的指令訪問這些mmx暫存器。你可以使用64位的資料型別__m64和一系列c++函式來進行相關的算術和邏輯運算。而決定程式使用哪個mmx暫存器以及**優化是c++編譯器的任務。

visual c++ mmxswarm [4]是msdn中提供的乙個很好的使用mmx技術進行圖象處理的例子，它包含了一些封裝好了的類簡化了使用mmx技術的操作，並向你展示了對各種不同格式圖象進行處理的操作（如單色24位象素rgb、32位象素rgb等）。本文只是對使用visual c++實現mmx程式設計的簡單介紹。如果你感興趣的話，可以參看msdn上mmxswarm的例子。

mmx程式設計詳細介紹

實現的功能

對應的mmx彙編指令

visual c++.net中的mmx函式

清除mmx暫存器中的內容，即初始化（以避免和浮點數操作發生衝突）。

emms

_mm_empty

將兩個64位數中對應的（8個）無符號（8位）位元組同時進行減法操作。

psubusb

_mm_subs_pu8

將兩個64位數中對應的（8個）無符號（8位）位元組同時進行加法操作。

paddusb

_mm_adds_pu8

mmx32專案可對32位象素的rgb圖象進行處理。進行的圖象處理工作是圖象顏色反相操作和更改圖象顏色的平衡度（將象素點的每一種顏色乘以一定的值）操作。

mmx的乘法實現起來比加減法複雜得多，因為乘法運算通常得出的結果的位數不再是以前位數的大小。比如，如果乘法的運算元有乙個位元組（8位的byte）大小，那麼結果會達到乙個字（16位的word）大小。這需要額外的轉換，並且使用mmx彙編指令和c++**進行圖象轉換花費時間的差別不是很大（時間差為5-10%）。

用visual c++.net的mmx指令函式實現的更改圖象顏色平衡度的函式：

void cimg32operations::colorsc_mmx( byte* psource, byte* pdest, int nnumberofpixels, float fredcoefficient, float fgreencoefficient, float fbluecoefficient )

_mm_empty();

}你可以參看示例專案的源**了解有關此專案的更多的細節。

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MMX指令集（詳解）

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