FP 比较像 SSE2 _mm_cmpeq_pd 可以用来比较 64 位整数吗？答案

【问题标题】：Can FP compares like SSE2 _mm_cmpeq_pd be used to compare 64 bit integers?FP 比较像 SSE2 _mm_cmpeq_pd 可以用来比较 64 位整数吗？
【发布时间】：2022-01-11 04:23:05
【问题描述】：

FP 比较像 SSE2 _mm_cmpeq_pd / AVX _mm_cmp_pd 可以用来比较 64 位整数吗？

这个想法是模拟丢失的_mm_cmpeq_epi64，它类似于_mm_cmpeq_epi8、_mm_cmpeq_epi16、_mm_cmpeq_epi32。

担心的是我不确定比较是按位进行还是专门处理浮点数，比如 NAN 值总是不相等的。

【问题讨论】：

不是直接的，因为NaN != NaN 和-0.0 == 0.0。可能通过一些巧妙的小技巧可以实现。
@chtz，谢谢，这对我来说已经足够了，如果你愿意，你可以把这个作为答案发布，我不会去玩聪明的小玩意儿，那么用_mm_cmpeq_epi32 会更容易。
我认为这应该适用于任何“正常”c:_mm_cmpeq_pd(c, _mm_xor_pd(c, _mm_xor_pd(a,b)));。虽然有趣的是，gcc 优化了 c（但您可以通过混合 xor 操作的顺序来欺骗它）：godbolt.org/z/jraEq9seb

标签： simd sse avx sse2

【解决方案1】：

AVX 意味着 SSE4.1 的可用性pcmpeqq 可用，在这种情况下您应该只使用_mm_cmpeq_epi64。

FP 比较对待 NaN != NaN 和 -0.0 == +0.0，如果在 MXCSR 中设置了 DAZ，则将任何小整数视为零。（因为 exponent = 0 意味着它表示非正规，并且非正规化为零模式将它们在输入上完全视为零，以避免对任何微架构上的任何操作（包括比较）可能造成的速度损失。IIRC，现代微架构没有对低于正常值的输入进行比较的惩罚，但对于其他一些操作仍然如此。无论如何，使用-ffast-math 构建的程序会在启动时为主线程设置 FTZ 和 DAZ。）

所以 FP 比较实际上不能用于整数，除非您知道将设置部分但不是全部的 bits [62:52] (inclusive)。

使用pcmpeqd (_mm_cmpeq_epi32) 比破解一些 FP 位操作要多得多。（尽管 @chtz 在 cmets 中建议您可以使用 xorpd 执行 42.0 == (42.0 ^ (a^b))，只要编译器不优化常量并与 0.0 进行比较。这是没有 -ffast-math 的 GCC 错误）。

如果您想要一个条件，例如 at-least-one-match，那么您需要确保 64 位元素的两半都匹配，例如 mask & (mask<<1) 上的 movmskps 结果，它可以编译为 lea /test。（您可以在 pmovmskb 结果上使用 mask & (mask<<4)，但这效率稍低，因为 LEA 复制和移位只能移位 0..3。）

当然，“全匹配”并不关心元素大小，因此您可以在任何比较结果上使用_mm_movemask_epi8，然后对照0xFFFF 进行检查。

如果您想将它用于与 and/andnot/or 的混合，您可以 pshufd / pand 在 64 位元素内交换一半。（如果你喂的是pblendvb 或blendvpd，这意味着SSE4.1 可用，所以你应该使用pcmpeqq。）

要模拟的成本更高的是 SSE4.2 pcmpgtq，尽管我认为 GCC 和/或 clang 确实知道在自动矢量化时如何模拟它。

【讨论】：