clang内置矩阵和向量扩展：有效的矩阵向量乘法

Question

我正在编写一个小图形3D应用程序，以了解clang vector和矩阵扩展（如果我阅读了Doc 的正确版本，则可以开发。

我不确定如何使用这些类型编写矩阵向量乘法的最有效的代码。使用：

typedef float float4 __attribute__((ext_vector_type(4)));
typedef float m4x4 __attribute__((matrix_type(4, 4)));

文档说（关于访问矩阵元素的索引）：

第一个指定行数，第二个指定列数。

     Column
        |
        v
Row->| M00 M01 M02 M03 |
     | M10 M11 M12 M13 |
     | M20 M21 M22 X23 |
     | M30 M31 M32 M33 |

因此，我知道做m [2] [3]（其中m是m4x4），会给我上面的矩阵中我指出的x。

然后（关于元素在内存中布局的方式）：

矩阵类型的值的元素以列订单布置而不填充。

因此，我从这个注意到的是，如果我可以查看元素存储在内存中的方式：

M00 M10 M20 M30 - M01 M11 M21 M31 - M02 M12 M22 M32 - M03 M13 X23 M33 

我到目前为止正确吗？

我们访问矩阵元素的顺序是否重要？ （我在做对吗？）

然后我假设如果我想在M aT-float4乘法中高效，我需要以记忆中的方式访问它们的元素，所以这样做：

m4x3 m;
float4 v = {0.2, 0.3, 0.4, 1};
float4 res = {
    v.x * m[0][0] + v.y * m[1][0] + v.z * m[2][0] + v.w * m[3][0],
    v.x * m[0][1] + v.y * m[1][1] + v.z * m[2][1] + v.w * m[3][1],
    v.x * m[0][2] + v.y * m[1][2] + v.z * m[2][2] + v.w * m[3][2],
    1 // ignore w element for now
}

当然，这取决于我要在m [0] [0]中加载正确的值，m [0] [1]，...使用__builtin_matrix_column_major_load。

我是过于复杂的事情，还是在这里订单很重要。上面的方程是否有效地比：（

float4 res = {
    v.x * m[0][0] + v.y * m[0][1] + v.z * m[0][2] + v.w * m[0][3],
    v.x * m[1][0] + v.y * m[1][1] + v.z * m[1][2] + v.w * m[1][3],
    v.x * m[2][0] + v.y * m[2][1] + v.z * m[2][2] + v.w * m[2][3],
    1 // ignore w element for now
}

假设我在调用__ hindin_matrix_column_major_load

。如果我这样做的话，这些类型的重点是对Simd指令进行访问

float4 a = {...};
float4 b = {...};
float4 c = a + b;

。 b的浮子发生在一个周期中？在这种特定情况下，

我的第二个问题是：

• 我应该将矩阵矢量保留在4 float4中吗
• ？ matrix-vector和matrix-matrix matrix使用SSE 如何使用SIMD指令实现Mat-Vector乘法的示例。 这似乎能够将矩阵的元素堆叠到__ M128中，并使用其他SIMD指令（例如_mm_add_ps and and and）将矩阵元素乘以向量元素代码> mm_mul_ps 。
• 我应该等待这个发展变得更加成熟吗？

任何反馈或建议将不胜感激。我正在做这件事，以了解这些新内置类型。

Answer 1

如果任何人现在都可以找到这个：

typedef float float4 __attribute__((ext_vector_type(4)));
typedef float float4x4 __attribute__((matrix_type(4, 4)));

float4 mulmv4(float4x4 mat, float4 vec) {
    typedef float float4x1 __attribute__((matrix_type(4, 1)));
    float4 dst;
    float4x1 col = __builtin_matrix_column_major_load((float *)&vec, 4, 1, 4);
    __builtin_matrix_column_major_store(mat * col, (float *)&dst, 4);
    return dst;
}

铸造到“矩阵”列并定义产品。这确实应该是内置的，尽管就像您说的那样，clang matrix_types是WIP。

顺便说一句：您可以将相同的概念应用于ext_vector_types的点产品，因为（afaik）也不是内置的。点将将float1x4乘以float4x1（按此顺序）。