與SSE

Question

條件語句我想爲我的遊戲做了一些計算，我試圖來計算兩個點之間的距離。實質上，我使用圓的方程來查看點是否在我定義的半徑內。

(x - x1)^2 + (y - y1)^2 <= r^2 

我的問題是：我如何用SSE評估條件語句並解釋結果？到目前爲止，我有這個：

float distSqr4 = (pow(x4 - k->getPosition().x, 2) + pow(y4 - k->getPosition().y, 2)); 
float distSqr3 = (pow(x3 - k->getPosition().x, 2) + pow(y3 - k->getPosition().y, 2)); 
float distSqr2 = (pow(x2 - k->getPosition().x, 2) + pow(y2 - k->getPosition().y, 2)); 
float distSqr1 = (pow(x1 - k->getPosition().x, 2) + pow(y1 - k->getPosition().y, 2)); 

__m128 distances = _mm_set_ps(distSqr1, distSqr2, distSqr3, distSqr4); 
__m128 maxDistSqr = _mm_set1_ps(k->getMaxDistance() * k->getMaxDistance()); 
__m128 result  = _mm_cmple_ps(distances, maxDistSqr); 

一旦我得到結果變量，我迷路了。我如何使用剛剛得到的結果變量？我的計劃是，如果條件評估結果是真的，則進行一些照明計算，然後在屏幕上繪製像素。在這種情況下，我如何解釋真與假？

朝着正確方向邁出的任何幫助，非常感謝！

Answer 1

我的計劃是，如果條件評估結果是真的，做一些照明計算，然後在屏幕上繪製像素。

那麼你真的別無選擇，只能分支。

做使用SSE條件測試的一大優點是，它允許你寫網點代碼，這可能會導致大規模的速度提升。但是，在你的情況，你很可能分支，因爲，如果我理解正確，你從未如果條件評估爲假想在屏幕上輸出任何東西。

我的意思是，我想你可以無條件地（推測性地）完成所有的計算，然後使用像素值中的條件旋轉位的結果，本質上會導致你從屏幕上拖出。這會給你無編碼的代碼，但它非常愚蠢。分支預測錯誤有一個懲罰，但它不會像所有的計算和繪圖代碼那樣昂貴。

換句話說，一旦你有最終結果，你正在使用SIMD開發的並行性已經耗盡。這只是一個簡單的標量比較分支。首先你測試條件評估是否爲真。如果沒有，你會跳在，做照明計算和像素繪圖代碼。否則，你只需要執行該代碼即可。

棘手的部分是，編譯器不會讓你在一個普通的舊if語句中使用的__m128變量，所以你需要result「轉換」成整數，你可以作爲一個條件的基礎上使用。最簡單的方法就是_mm_movemask_epi8。

所以，你會基本上只是做：

__m128 distances = _mm_set_ps(distSqr1, distSqr2, distSqr3, distSqr4); 
__m128 maxDistSqr = _mm_set1_ps(k->getMaxDistance() * k->getMaxDistance()); 
__m128 result  = _mm_cmple_ps(distances, maxDistSqr); 

if (_mm_movemask_epi8(result) == (unsigned)-1) 
{ 
    // All distances were less-than-or-equal-to the maximum, so 
    // go ahead and calculate the lighting and draw the pixels. 
    CalcLightingAndDraw(…); 
} 

這工作，因爲_mm_cmple_ps組，每組壓縮雙字爲全1，如果比較結果爲真，或全0如果比較是假的。 _mm_movemask_epi8然後摺疊該成整數尺寸的掩模，並將其移動到一個整數值。然後您可以在正常的條件語句中使用該整數值。

注意：隨着Clang和ICC，你可以通過__m128的值通過_mm_movemask_epi8內在。在GCC，它堅持__m128i價值。您可以使用演員處理此問題：_mm_movemask_epi8((__m128i)result)。

當然，我在這裏假設您只是在繪圖時，如果的所有的距離小於或等於最大距離。如果你要正確對待四個距離獨立的，那麼你就需要添加屏蔽更多條件測試：

__m128 distances = _mm_set_ps(distSqr1, distSqr2, distSqr3, distSqr4); 
__m128 maxDistSqr = _mm_set1_ps(k->getMaxDistance() * k->getMaxDistance()); 
__m128 result  = _mm_cmple_ps(distances, maxDistSqr); 
unsigned condition = _mm_movemask_epi8(result); 

if (condition != 0) 
{ 
    // One or more of the distances were less-than-or-equal-to the maximum, 
    // so we have something to draw. 

    if ((condition & 0x000F) != 0) 
    { 
     // distSqr1 was less-than-or-equal-to the maximum 
     CalcLightingAndDraw(distSqr1); 
    } 
    if ((condition & 0x00F0) != 0) 
    { 
     // distSqr2 was less-than-or-equal-to the maximum 
     CalcLightingAndDraw(distSqr2); 
    } 
    if ((condition & 0x0F00) != 0) 
    { 
     // distSqr3 was less-than-or-equal-to the maximum 
     CalcLightingAndDraw(distSqr3); 
    } 
    if ((condition & 0xF000) != 0) 
    { 
     // distSqr4 was less-than-or-equal-to the maximum 
     CalcLightingAndDraw(distSqr4); 
    } 
} 

這不會導致非常高效的代碼，因爲你必須做這麼多有條件的測試和分支操作。您可能能夠繼續對主要if塊的中的某些照明計算進行並行化。我無法確定這是否可行，因爲我沒有足夠的關於算法/設計的細節。否則，如果你看不到任何方式來從繪圖代碼中獲得更多的並行性，那麼在這裏使用顯式的SSE內在函數並不會給你帶來太多的收益。你可以並行一個比較（_mm_cmple_ps），但是爲比較而設置的開銷（_mm_set_ps，可能編譯成vinsertps或unpcklps + movlhps指令，假設輸入已經在XMM寄存器中）將不止取消取得你可能得到的微不足道的收穫。你可以說寫代碼就像這樣：

float maxDistSqr = k->getMaxDistance() * k->getMaxDistance(); 
if (distSqr1 <= maxDistSqr) 
{ 
    CalcLightingAndDraw(distSqr1); 
} 
if (distSqr2 <= maxDistSqr) 
{ 
    CalcLightingAndDraw(distSqr2); 
} 
if (distSqr3 <= maxDistSqr) 
{ 
    CalcLightingAndDraw(distSqr3); 
} 
if (distSqr4 <= maxDistSqr) 
{ 
    CalcLightingAndDraw(distSqr4); 
}