If 语句与 C 中的比较 SSE

Posted 2023-02-16

【中文标题】If 语句与 C 中的比较 SSE

【英文标题】：If statements with comparison SSE in C

【发布时间】：2013-03-12 21:49:53

【问题描述】：

我想实现这个：

for (int i=0;i<n,i++)
  if (x[i] > 2.0f || x[i] < -2.0f) 
     a[i] += x[i]; 

我已经走了这么远，但不知道下一步该做什么：

__m128 P2f = _mm_set1_ps(2.0f);
__m128 M2f = _mm_set1_ps(-2.0f);
for(int i=0;i<n,i+=4)
__m128 xv = _mm_load_ps(x+i);
__m128 av = _mm_load_ps(a+i);

__m128 c1 = _mm_cmpgt_ps(xv, P2f);
__m128 c2 = _mm_cmplt_ps(xv, M2f);

__m128 or = _mm_or_ps(c1,c2);
    =???==
av = _mm_add_ps(av, xv);
_mm_store_ps(a+i, av);

【参考方案1】：

你已经接近了：

const __m128 P2f = _mm_set1_ps(2.0f);
const __m128 M2f = _mm_set1_ps(-2.0f);
for (int i = 0; i < n; i += 4)

    __m128 xv = _mm_load_ps(x + i);
    __m128 av = _mm_load_ps(a + i);

    __m128 c1v = _mm_cmpgt_ps(xv, P2f);
    __m128 c2v = _mm_cmplt_ps(xv, M2f);

    __m128 cv = _mm_or_ps(c1v, c2v);

    xv = _mm_and_ps(xv, cv);

    av = _mm_add_ps(av, xv);

    _mm_store_ps(a + i, av);

诀窍是OR 两个比较结果，然后使用此组合结果作为掩码，使用按位AND 操作将未通过测试的 X 值归零。然后添加被掩码的 X 向量，它将根据掩码将 0 或原始 X 值添加到 A 的每个元素。

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对于您在下面的评论中提到的替代版本，您可以这样做：

const __m128 P2f = _mm_set1_ps(2.0f);
const __m128 M2f = _mm_set1_ps(-2.0f);
for (int i = 0; i < n; i += 4)

    __m128 xv = _mm_load_ps(x + i);
    __m128 av = _mm_load_ps(a + i);

    __m128 c1v = _mm_cmpgt_ps(xv, P2f);
    __m128 c2v = _mm_cmplt_ps(xv, M2f);

    __m128 cv = _mm_or_ps(c1v, c2v);

    xv = _mm_and_ps(P2f, cv); // <<< change this line to get a[i] += 2.0f
                              //     instead of a[i] += x[i]

    av = _mm_add_ps(av, xv);

    _mm_store_ps(a + i, av);

---

对于您在下面的后续 cmets 中提到的第三个版本 (a[i] *= 2.0)，它有点棘手，但您可以通过将表达式视为 a[i] += a[i] 来做到这一点：

const __m128 P2f = _mm_set1_ps(2.0f);
const __m128 M2f = _mm_set1_ps(-2.0f);
for (int i = 0; i < n; i += 4)

    __m128 xv = _mm_load_ps(x + i);
    __m128 av = _mm_load_ps(a + i);

    __m128 c1v = _mm_cmpgt_ps(xv, P2f);
    __m128 c2v = _mm_cmplt_ps(xv, M2f);

    __m128 cv = _mm_or_ps(c1v, c2v);

    xv = _mm_and_ps(av, cv)); // <<< change this line to get a[i] *= 2.0f (a[i] += a[i])
                              //     instead of a[i] += x[i]

    av = _mm_add_ps(av, xv);

    _mm_store_ps(a + i, av);

【讨论】：

非常感谢。还有一件事，答案怎么会改变，而不是 a[i] += x[i]，而是 a[i] += 2.0f？

我也遇到过a[i]*=2.0f。将 _mm_and_ps 替换为 _mm_mul_ps 似乎在这里不起作用。除非我做错了什么。在那种情况下它仍然有效吗？

@NeilDA：不——这行不通，因为你需要乘以 1.0（无变化）或 2.0（*= 2.0f）。

@NeilDA：我现在在上面的答案中添加了第三种情况。

啊！我为此苦苦挣扎，并花了很长时间试图理解为什么它在 += 起作用的地方不起作用。希望我早一点知道这个技巧.. 谢谢:)

【参考方案2】：

我只想通过利用关于零的对称性来补充 Paul 的出色答案，即您只需要进行一次比较：

const __m128 absMask = (__m128)_mm_set1_epi32(0x7fffffff);
const __m128 two = _mm_set1_ps(2.0f);

for (int i = 0; i < n; i += 4) 
    __m128 xv = _mm_load_ps(x + i);
    __m128 av = _mm_load_ps(a + i);
    __m128 absxv = _mm_and_ps(xv, absMask); // |x|
    __m128 mask = _mm_cmpgt_ps(absxv, two); // |x| > 2 ?
    xv = _mm_and_ps(xv, cv);                // |x| > 2 ? x : 0
    av = _mm_add_ps(av, xv);                // |x| > 2 ? a + x : a + 0
    _mm_store_ps(a + i, av);