加载 128 位混合浮点 + 整数数据？

Posted 2023-02-16

【中文标题】加载 128 位混合浮点 + 整数数据？

【英文标题】：Loading 128 bits of mixed float+int data?

【发布时间】：2015-06-07 13:00:56

【问题描述】：

我有一个结构如下：

static constexpr uint64_t emptyStructValue  0 ;

union MyStruct 
    explicit MyStruct(uint64_t comp) : composite(comp)

    struct
        int16_t a;    
        bool b;
        bool c;
        float d;
    ;

    uint64_t composite = 0; 

    bool hasValue()
        return composite != emptyStructValue;
    
;

我在另一个对象中有两个这样的结构：

class B
    Struct s1;
    Struct s2;
;

我想知道，给定 B 类型的对象，我如何将所有 128 位加载到 SSE 寄存器中并检查是否设置了单个位？

我找到了_mm_loadu_si128()，但我的数据混合了整数和浮点数？

【问题讨论】：

您只想检查是否至少设置了一位？只是为了确定，在花车上做这个时你期望什么？对于整数（和二进制补码），它与检查它是否不为 0 相同，但浮点数更复杂 => 究竟是什么目的？

你的结构实例总是包含所有 4 个变量和一些值？它不能是空的。编辑：工会的东西也不会让它变空。

"All 64 bits zero" - 你假设bool 有 7 个填充位，所有这些都是零。

你的问题是 128 位，你的评论是 64。

您应该将您的bools 设为int8_ts，以便我们保证尺寸和价值。但是，暂且不说：是的，您可以像这样加载两个 64 位联合，无论它们是整数数据和浮点数的混合；既然你有 AVX，你很可能也有 SSE4.1，在这种情况下，pcmpeqq 指令（可通过__m128i _mm_cmpeq_epi64(__m128i, __m128i) 访问）正是你想要的。

【参考方案1】：

实际上，如果(sizeof(B) == 2*sizeof(uint64_t)，那么我认为没有理由不执行您的建议。但如果速度很重要（看起来很重要），您应该将 B 对象与 128 位边界对齐，这样您就可以使用 _mm_load_si128 而不是 _mm_loadu_si128。

编辑添加：事实上，在 64 位模式下，使用常规操作码可能更快。比如：

mov   rax,[rsi]
or    rax,[rsi+8]
jnz   BitSet

即使在 32 位模式下，它也可能会更快。您将不得不进行实验。

【讨论】：

在栈上创建 B，对齐到 128 位。然后 __declspec(align(128)) B b; B* bptr = &b; __m128i intrinreg = _mm_load_si128(reinterpret_cast<__m128i>(bptr));但不确定如何将 __m128i 与数字零进行比较？

@user997112：嗯，好问题。我看不出有什么办法。也许最好的方法就是if (s1.composite == 0 && s2.composite == 0)。

@user997112 There's an SO question about just that，如果pcmpeqq 对你来说不够好。

@IwillnotexistIdonotexist: pcmpeqq 没有设置任何标志，它只是相应地设置目标 SSE 寄存器。这会让你回到你开始的地方。

pcmpeqq 需要单独测试 64 位整数是否相等。当然，之后跟着pmovmaskb提取比较结果；如果与零的比较都不为真，则后面的指令将返回 0x0000，如果其中一个为真，则返回 0xFF00 或 0x00FF，如果两者都为真，则返回 0xFFFF。