矢量扩展的最佳选择功能？答案

【问题标题】：an optimal select function for vector extensions?矢量扩展的最佳选择功能？
【发布时间】：2014-08-18 07:39:08
【问题描述】：

OpenCL 有一个 select function，可用于全向量参数。 clang 和 gcc 都支持向量类型，但目前只有 gcc 支持支持向量的三元运算符，并且它们都没有类似 OpenCL 的 select 函数。我试图实现一个替换，但结果不是最优的，gcc 和 clang 都会产生条件跳转。但是，gcc 的三元运算符做得很好，因此它非常适合作为替代品。是否存在类似select 的函数的最佳解决方案（尤其是在 clang 下），它是什么？以下是一些非最佳的想法：

template <typename U, typename V>
inline V select(U const s, V const a, V const b) noexcept
{
// a for loop gives horrible results
/*
  constexpr U zero{}; // for clang only

  return (-(s != zero) * a) - ((s == zero) * b);
*/
  return V{
    s[0] ? a[0] : b[0],
    s[1] ? a[1] : b[1],
    s[2] ? a[2] : b[2],
    s[3] ? a[3] : b[3]
  }; // for 4-component vectors only, one could generalize with the indices trick
/*
  return s ? a : b; // for gcc
*/
}

【问题讨论】：

您可以编写一个模板来为 n 元向量生成展开循环
@Manu343726 是的，我知道，但我不想让我的问题复杂化，所以我手动展开了一个 4 分量向量。仍然会生成一些条件跳转。
接受const reference 的论点是明智的。您说 clang 的三元运算符产生了错误的代码，但是 1）没有说明您认为它是如何低效或更好的（作为 asm 级别），以及 2）没有列出 clang 版本/命令行标志......？你有什么for 循环代码产生了错误的输出？
@TonyD 1) clang 根本不提供向量类型的三元运算符，但 gcc 提供了，我按值接受以鼓励传入寄存器。 2) -O3 clang-3.4.2 3) V result; for(unsigned i{}; i != 4; ++i) result[i] = s[i] ? a[i] : b[i]; return result; 根本没有展开。坏代码基本上是条件分支。使用 gcc 的三元运算符时，这些情况很少发生（从未见过）。
1) 它与支持vectors 的三元运算符无关...您的代码在三元运算符启动之前提取对向量元素的引用，3) 具有未定义的行为 - 索引最后 - 您可以尝试 V result(4); 立即分配必要的大小。 GCC 的 ? 经常生成条件分支（实际上并没有很多选项 - 你希望它做什么？）...你可以发布你说不是条件分支的 GCC -S 的程序集吗？

标签： c++ gcc c++11 clang simd

【解决方案1】：

这在 gcc 和 clang 下都编译成半好代码：

template <typename U, typename V>
constexpr inline V select(U const s, V const a, V const b) noexcept
{      
  return V((s & U(a)) | (~s & U(b)));
}

asm 清单：

Dump of assembler code for function select<int __vector(4), float __vector(4)>(int __vector(4), float __vector(4), float __vector(4)):
   0x00000000004009c0 <+0>:     andps  %xmm0,%xmm1
   0x00000000004009c3 <+3>:     andnps %xmm2,%xmm0
   0x00000000004009c6 <+6>:     orps   %xmm1,%xmm0
   0x00000000004009c9 <+9>:     retq   
End of assembler dump.

这仍然不如优化器产生的那么好。它的工作方式是滥用向量转换和事实，即比较操作在比较匹配的地方产生-1（全1）整数。至少不需要算术运算。

【讨论】：