How to perform parallel addition with carry (overflow) using AVX?

I want to perform eight parallel adds of 16bit values using AVX SIMD. Addition with overflow is required, i.e. ‘add with carry’ like it is performed with the old “adc” x86 mnemonic.

I implemented 50 percent of the AVX solution myself, the carry handling, also performed by AVX instructions, is missing. My current solution:

typedef union _uint16vec uint16vec, *uint16vec_ptr;

union  __attribute__((aligned(16))) _uint16vec
{
  __m128i             x;
  uint16_t            y[8];
};

__m128i parallel_add_with_carry ( __m128i n1, __m128i n2 )
{
  volatile uint16vec  res, stupid_carry;
  uint32_t            i;

  stupid_carry.x = n1; /* load 8x uint16_t for carry adjustment below */

  __asm__
  (
    "movdqa %1, %%xmm0             nt"
    "movdqa %2, %%xmm1             nt"
    "vpaddw %%xmm0, %%xmm1, %%xmm0 nt"
    "movdqa %%xmm0, %0             nt"
    : "=m" (res.x)                      /* output */
    : "m" (n1), "m" (n2)                /* inputs */
    : "xmm0", "xmm1"                    /* GCC, please clobber XMM0 and XMM1 */
  );

  /* if each of the eight uint16_t in the result is lesser than
   * the previous value, then we have the overflow situation...
   */
  for (i=0;i<8;i++)
    res.y[i] += (res.y[i] < stupid_carry.y[i]) ? 1 : 0;

  return res.x;
}

void test ( void )
{
  uint16vec   v1 = {0}, v2 = {0}, res;

  v1.y[0] = 0x000A; v2.y[0] = 0x0014; /* 10+20 = 30 (0x001E), no overflow */
  v1.y[1] = 0xFFF0; v2.y[1] = 0x0013; /* 0xFFF0 + 0x0013 = 0x0003 -> overflow -> 0x0004 */

  res.x = parallel_add_with_carry(v1.x, v2.x);

  fprintf(stdout,"%04X | %04Xn", res.y[0], res.y[1]);
}

The GCC-emitted object code of the function’s epilogue is terrible (even with -O3). My question is if there is a better AVX-supported solution for the ‘add with carry’ problem?

  • May the ‘vpcmp<CC>uw’ compare instruction with <CC>=LT (lesser than) help?
  • How can I use these ‘K’ (mask) registers (K0..K7) for that?

My idea was to provide a 128bit vector { 0x0001,0x0001,…,0x0001} as a 128bit temporary variable adding this (the carry vector) to the eight uint16_t’s if and only if the preceding compare operation resulted in a ‘lesser than’ for specific uint16_t in the 128bit vector.

I browsed the Intel documentation and found nice add instructions that just copy source parts of the vector if a condition is met.

Support with this ‘AVX thing’ is highly appreciated. Thanks.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa

How to perform parallel addition with carry (overflow) using AVX?

I want to perform eight parallel adds of 16bit values using AVX SIMD. Addition with overflow is required, i.e. ‘add with carry’ like it is performed with the old “adc” x86 mnemonic.

I implemented 50 percent of the AVX solution myself, the carry handling, also performed by AVX instructions, is missing. My current solution:

typedef union _uint16vec uint16vec, *uint16vec_ptr;

union  __attribute__((aligned(16))) _uint16vec
{
  __m128i             x;
  uint16_t            y[8];
};

__m128i parallel_add_with_carry ( __m128i n1, __m128i n2 )
{
  volatile uint16vec  res, stupid_carry;
  uint32_t            i;

  stupid_carry.x = n1; /* load 8x uint16_t for carry adjustment below */

  __asm__
  (
    "movdqa %1, %%xmm0             nt"
    "movdqa %2, %%xmm1             nt"
    "vpaddw %%xmm0, %%xmm1, %%xmm0 nt"
    "movdqa %%xmm0, %0             nt"
    : "=m" (res.x)                      /* output */
    : "m" (n1), "m" (n2)                /* inputs */
    : "xmm0", "xmm1"                    /* GCC, please clobber XMM0 and XMM1 */
  );

  /* if each of the eight uint16_t in the result is lesser than
   * the previous value, then we have the overflow situation...
   */
  for (i=0;i<8;i++)
    res.y[i] += (res.y[i] < stupid_carry.y[i]) ? 1 : 0;

  return res.x;
}

void test ( void )
{
  uint16vec   v1 = {0}, v2 = {0}, res;

  v1.y[0] = 0x000A; v2.y[0] = 0x0014; /* 10+20 = 30 (0x001E), no overflow */
  v1.y[1] = 0xFFF0; v2.y[1] = 0x0013; /* 0xFFF0 + 0x0013 = 0x0003 -> overflow -> 0x0004 */

  res.x = parallel_add_with_carry(v1.x, v2.x);

  fprintf(stdout,"%04X | %04Xn", res.y[0], res.y[1]);
}

The GCC-emitted object code of the function’s epilogue is terrible (even with -O3). My question is if there is a better AVX-supported solution for the ‘add with carry’ problem?

  • May the ‘vpcmp<CC>uw’ compare instruction with <CC>=LT (lesser than) help?
  • How can I use these ‘K’ (mask) registers (K0..K7) for that?

My idea was to provide a 128bit vector { 0x0001,0x0001,…,0x0001} as a 128bit temporary variable adding this (the carry vector) to the eight uint16_t’s if and only if the preceding compare operation resulted in a ‘lesser than’ for specific uint16_t in the 128bit vector.

I browsed the Intel documentation and found nice add instructions that just copy source parts of the vector if a condition is met.

Support with this ‘AVX thing’ is highly appreciated. Thanks.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật