C#基于MMX指令集的程序设计简介之三(转)

MMX32 演示项目

MMX32项目可对32位象素的RGB图象进行处理。进行的图象处理工作是图象颜色反相操作和更改图象颜色的平衡度（将象素点的每一种颜色乘以一定的值）操作。

MMX的乘法实现起来比加减法复杂得多，因为乘法运算通常得出的结果的位数不再是以前位数的大小。比如，如果乘法的操作数有一个字节（8位的BYTE）大小，那么结果会达到一个字（16位的WORD）大小。这需要额外的转换，并且使用MMX汇编指令和C++代码进行图象转换花费时间的差别不是很大（时间差为5-10%）。

用Visual C++.NET的MMX指令函数实现的更改图象颜色平衡度的函数：

void CImg32Operations::ColorsC_MMX(
BYTE* pSource,
BYTE* pDest,
int nNumberOfPixels,
float fRedCoefficient,
float fGreenCoefficient,
float fBlueCoefficient)
{
int nRed = (int)(fRedCoefficient * 256.0f);
int nGreen = (int)(fGreenCoefficient * 256.0f);
int nBlue = (int)(fBlueCoefficient * 256.0f);

// 设置相乘系数
__int64 c = 0;
c = nRed;
c = c << 16;
c |= nGreen;
c = c << 16;
c |= nBlue;

__m64 nNull = _m_from_int(0); // null
__m64 tmp = _m_from_int(0); // 临时工作临时变量初始化

_mm_empty(); // 清空MMX寄存器。

__m64 nCoeff = Get_m64(c);

DWORD* pIn = (DWORD*) pSource; // 输入双字数组
DWORD* pOut = (DWORD*) pDest; // 输出双字数组

for ( int i = 0; i < nNumberOfPixels; i++ )
{
tmp = _m_from_int(*pIn); // tmp = *pIn (在tmp的低32位写入数据)

tmp = _mm_unpacklo_pi8(tmp, nNull ); //将tmp中低位的4个字节转化为字
//字的高位用nNull中对应位上的位值填充。

tmp = _mm_mullo_pi16 (tmp , nCoeff); //将tmp中的每一个字相乘，将相乘结果的高位送到nCoeff，在tmp中只保留每个结果的低位。

tmp = _mm_srli_pi16 (tmp , 8); // 将tmp中的每一个字右移8位，相当于除以256

tmp = _mm_packs_pu16 (tmp, nNull); // 使用饱和模式将tmp中的结果做如下处理：
//将tmp中的4个字转化为4个字节，并将这4个字节写到tmp中的低32位中
// 同时，将nNull中的4个字转化为4个字节，并将这4个字节写到tmp的高32位中。

*pOut = _m_to_int(tmp); // *pOut = tmp (将tmp低32位的数据放入pOut数组中)

pIn++;
pOut++;

}

_mm_empty();
}

你可以参看示例项目的源代码了解有关此项目的更多的细节。

SSE2 技术

SSE2技术包含有一个类似MMX中对整数操作的指令集，同时也包含128位的SSE寄存器组。比如，用SSE2技术实现更改图象颜色平衡度能够比用纯C++代码实现此功能在效率上有很大提升。SSE2同时是SSE技术的扩展，比如它不仅可以单精度浮点数数组，而且能够处理双精度浮点数数据类型的数组。用C++实现的MMXSwarm 示例项目不仅使用了MMX指令函数，而且使用了SSE2指令对整型数操作的函数。

参考文档：

[1] Intel软件说明书（Intel Software manuals）： http://developer.intel.com/design/archives/processors/mmx/index.htm 。

[2] MSDN中有关MMX技术的主题： http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/vclang/html/vcrefsupportformmxtechnology.asp。

[3] Microsoft Visual C++ CPUID项目示例： http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/vcsample/html/vcsamcpuiddeterminecpucapabilities.asp。

[4] Microsoft Visual C++ MMXSwarm项目示例：
http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/vcsample/html/vcsamMMXSwarmSampleDemonstratesCImageVisualCsMMXSupport.asp。

[5]
Matt Pietrek在Microsoft Systems Journal 1998年2月刊上的评论文章：
http://www.microsoft.com/msj/0298/hood0298.aspx 。[@more@]

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