检查两个SSE寄存器是否都不为零而不破坏它们

Question

我想测试两个SSE寄存器如果不摧毁它们都不为零。

这是我目前拥有的代码：

uint8_t *src; // Assume it is initialized and 16-byte aligned 
__m128i xmm0, xmm1, xmm2; 

xmm0 = _mm_load_si128((__m128i const*)&src[i]); // Need to preserve xmm0 & xmm1 
xmm1 = _mm_load_si128((__m128i const*)&src[i+16]); 
xmm2 = _mm_or_si128(xmm0, xmm1); 
if (!_mm_testz_si128(xmm2, xmm2)) { // Test both are not zero 
} 

这是最好的方式（最多可使用SSE 4.2）？

Answer 1

我从这个问题中学到了一些有用的东西。让我们先来看看一些标码

extern foo2(int x, int y); 
void foo(int x, int y) { 
    if((x || y)!=0) foo2(x,y); 
} 

编译此类似这样gcc -O3 -S -masm=intel test.c和重要组件

mov  eax, edi ; edi = x, esi = y -> copy x into eax 
or  eax, esi ; eax = x | y and set zero flag in FLAGS if zero 
jne  .L4  ; jump not zero 

现在让我们来看看测试SIMD寄存器为零。与标量代码不同，没有SIMD FLAGS寄存器。但是，在SSE4.1中，有SIMD测试指令可以在标量FLAGS寄存器中设置零标志（和进位标志）。

extern foo2(__m128i x, __m128i y); 
void foo(__m128i x, __m128i y) { 
    __m128i z = _mm_or_si128(x,y); 
    if (!_mm_testz_si128(z,z)) foo2(x,y); 
} 

编译c99 -msse4.1 -O3 -masm=intel -S test_SSE.c和重要的组件是

movdqa  xmm2, xmm0 ; xmm0 = x, xmm1 = y, copy x into xmm2 
por   xmm2, xmm1 ; xmm2 = x | y 
ptest  xmm2, xmm2 ; set zero flag if zero 
jne   .L4  ; jump not zero 

注意，这需要一个指令，因为包装的逐位或不设置零标志。还要注意，标量版本和SIMD版本都需要使用额外的寄存器（在标量情况下为eax，在SIMD情况下为xmm2）。 所以要回答你的问题，你现在的解决方案是最好的。

但是，如果您没有使用SSE4.1或更高版本的处理器，则必须使用_mm_movemask_epi8。其中仅需要SSE2另一种替代方法是使用_mm_movemask_epi8

extern foo2(__m128i x, __m128i y); 
void foo(__m128i x, __m128i y) { 
    if (_mm_movemask_epi8(_mm_or_si128(x,y))) foo2(x,y); 
} 

的重要组件是

movdqa  xmm2, xmm0 
por   xmm2, xmm1 
pmovmskb eax, xmm2 
test  eax, eax 
jne   .L4 

注意，这需要一个指令然后与SSE4.1 ptest指令。

到目前为止，我一直在使用pmovmaskb指令，因为前Sandy Bridge处理器上的延迟比ptest更好。但是，我在Haswell之前意识到了这一点。在Haswell上，pmovmaskb的延迟比ptest的延迟更差。它们都具有相同的吞吐量。但在这种情况下，这并不重要。什么是重要的（我之前没有意识到）是pmovmaskb没有设置FLAGS寄存器，所以它需要另一条指令。 所以现在我将在我的关键循环中使用ptest。谢谢你的问题。

编辑：正如OP所建议的，有一种方法可以在不使用另一个SSE寄存器的情况下完成。

extern foo2(__m128i x, __m128i y); 
void foo(__m128i x, __m128i y) { 
    if (_mm_movemask_epi8(x) | _mm_movemask_epi8(y)) foo2(x,y);  
} 

从GCC相关组件是：

pmovmskb eax, xmm0 
pmovmskb edx, xmm1 
or   edx, eax 
jne   .L4 

使用另一XMM寄存器此使用两个标量寄存器代替。

请注意，较少的指令并不一定意味着更好的性能。哪种解决方案最好？你必须测试他们每个人找出。

Answer 2

如果使用C/C++，则无法控制各个CPU寄存器。如果你想完全控制，你必须使用汇编器。