檢查兩個SSE寄存器是否都不爲零而不破壞它們

Question

我想測試兩個SSE寄存器如果不摧毀它們都不爲零。

這是我目前擁有的代碼：

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 
} 

這是最好的方式（最多可使用SSE 4.2）？

Answer 1

我從這個問題中學到了一些有用的東西。讓我們先來看看一些標碼

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

編譯此類似這樣gcc -O3 -S -masm=intel test.c和重要組件

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 

現在讓我們來看看測試SIMD寄存器爲零。與標量代碼不同，沒有SIMD FLAGS寄存器。但是，在SSE4.1中，有SIMD測試指令可以在標量FLAGS寄存器中設置零標誌（和進位標誌）。

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); 
} 

編譯c99 -msse4.1 -O3 -masm=intel -S test_SSE.c和重要的組件是

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，這需要一個指令，因爲包裝的逐位或不設置零標誌。還要注意，標量版本和SIMD版本都需要使用額外的寄存器（在標量情況下爲eax，在SIMD情況下爲xmm2）。 所以要回答你的問題，你現在的解決方案是最好的。

但是，如果您沒有使用SSE4.1或更高版本的處理器，則必須使用_mm_movemask_epi8。其中僅需要SSE2另一種替代方法是使用_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); 
} 

的重要組件是

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

注意，這需要一個指令然後與SSE4.1 ptest指令。

到目前爲止，我一直在使用pmovmaskb指令，因爲前Sandy Bridge處理器上的延遲比ptest更好。但是，我在Haswell之前意識到了這一點。在Haswell上，pmovmaskb的延遲比ptest的延遲更差。它們都具有相同的吞吐量。但在這種情況下，這並不重要。什麼是重要的（我之前沒有意識到）是pmovmaskb沒有設置FLAGS寄存器，所以它需要另一條指令。 所以現在我將在我的關鍵循環中使用ptest。謝謝你的問題。

編輯：正如OP所建議的，有一種方法可以在不使用另一個SSE寄存器的情況下完成。

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

從GCC相關組件是：

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

使用另一XMM寄存器此使用兩個標量寄存器代替。

請注意，較少的指令並不一定意味着更好的性能。哪種解決方案最好？你必須測試他們每個人找出。

Answer 2

如果使用C/C++，則無法控制各個CPU寄存器。如果你想完全控制，你必須使用匯編器。