SSE指令集：测试是否全部为0或1的最快方法是什么？

Question

我已经开发了一个用于Windows的Mandelbrot生成器，并将其转换为使用SSE指令集。在普通算术中，为了检测迭代的结束，我会进行大于比较并退出。在SSE中，我可以使用_mm_cmpgt_pd / _mm_cmpgt_ps对整个向量进行比较，然而，这将为我关心的情况写入一个新的128位向量，带有全部为1的值。

我的问题是，是否有更有效的方法来检测所有1而不是检查2个打包的64 INTs？ 或者，如果检测所有0更有效，则可以进行小于比较。以下是我当前拥有的代码:

_m128d CompareResult = Magnitude > EarlyOut;
const __m128i Tmp = *reinterpret_cast< __m128i* >( &CompareResult );
if ( Tmp.m128i_u64[ 0 ] == Tmp.m128i_u64[ 1 ] == -1 )
{
    break;
}

我希望找到更好的方法，因为我不喜欢这种强制类型转换，而且根据vTune分析，超过30％的迭代时间都花在了最后一行。我知道其中很大一部分是分支本身造成的，但我认为通过更好地检测0或1，可以减少这种情况。

谢谢

- allanmb

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请参见：https://dev59.com/52kw5IYBdhLWcg3wDWIk - FrankH.

Answer 1

假设您正在测试比较结果，那么您可以提取每个字节的 MS 位作为一个 16 位整数并进行测试，例如：

int mask = _mm_movemask_epi8((__m128i)CompareResult);
if (mask == 0xffff)
{
    // compare results are all "true"
}

请注意，这只是SSE中SIMD谓词的一种更普遍技术的一个例子。

mask == 0xffff // all "true"
mask == 0x0000 // all "false"
mask != 0xffff // any "false"
mask != 0x0000 // any "true"

- Paul R

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我认为这也是最有效的解决方案。当使用128位数据时，可能需要将0xFF替换为0xFFFF。 - user1940376

如果您拥有SSE4（PTEST），请参见上面链接的问题。 - FrankH.

@FrankH：PTEST 在检查全零方面很有效，但我不确定它能否帮助检查全为一的情况？ - Paul R

我认为“反转比较”的做法可以实现这个目的？ - FrankH.

@FrankH：不幸的是，"not all bits equal to zero"并不等同于"all bits equal to one"。 - Paul R