如何在SSE2中实现8位和16位整数的向量左右位移？

核心实现思路 #

SSE2无直接的可变位位移指令，但可通过拆包元素+按位移量移位+合并结果的组合逻辑模拟，核心是利用SSE2支持的固定位宽移位指令，配合拆包/合并操作适配8位、16位元素的可变移位需求。

8位整数可变左移（模拟_mm_sllv_epi8） #

__m128i mm_sllv_epi8_sse2(__m128i src, __m128i shifts) {
    // 限制位移量在0-7（8位元素最大有效移位）
    shifts = _mm_and_si128(shifts, _mm_set1_epi8(0x7));
    
    // 将8位元素拆包为16位，避免移位溢出
    __m128i src_lo = _mm_unpacklo_epi8(src, _mm_setzero_si128());
    __m128i src_hi = _mm_unpackhi_epi8(src, _mm_setzero_si128());
    __m128i shift_lo = _mm_unpacklo_epi8(shifts, _mm_setzero_si128());
    __m128i shift_hi = _mm_unpackhi_epi8(shifts, _mm_setzero_si128());
    
    // 对16位元素执行固定位左移（SSE2原生支持）
    src_lo = _mm_sll_epi16(src_lo, shift_lo);
    src_hi = _mm_sll_epi16(src_hi, shift_hi);
    
    // 合并回8位向量，自动截断高位溢出部分
    return _mm_packus_epi16(src_lo, src_hi);
}

注：_mm_packus_epi16会保留移位后元素的低8位，正好匹配8位左移的结果要求；位移量提前限制在0-7，避免无效移位。

16位整数可变左移（模拟_mm_sllv_epi16） #

__m128i mm_sllv_epi16_sse2(__m128i src, __m128i shifts) {
    // 限制位移量在0-15（16位元素最大有效移位）
    shifts = _mm_and_si128(shifts, _mm_set1_epi16(0xF));
    
    // 将16位元素拆包为32位
    __m128i src_lo = _mm_unpacklo_epi16(src, _mm_setzero_si128());
    __m128i src_hi = _mm_unpackhi_epi16(src, _mm_setzero_si128());
    __m128i shift_lo = _mm_unpacklo_epi16(shifts, _mm_setzero_si128());
    __m128i shift_hi = _mm_unpackhi_epi16(shifts, _mm_setzero_si128());
    
    // 对32位元素执行固定位左移
    src_lo = _mm_sll_epi32(src_lo, shift_lo);
    src_hi = _mm_sll_epi32(src_hi, shift_hi);
    
    // 合并回16位向量，截断高位溢出部分
    return _mm_packus_epi32(src_lo, src_hi);
}

注：逻辑与8位版本一致，通过32位移位适配16位元素的可变位移需求，最终合并时保留低16位结果。

性能说明 #

该方案依赖拆包、移位、合并三次核心操作，性能弱于AVX2原生指令，但在仅支持SSE2的平台上是可行的替代方案。若需优化，可预先缓存常用位移量的处理掩码，减少运行时计算开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dave_thenerd