与 SSE 比较 16 字节字符串

Question

我有 16 字节的“字符串”（它们可能更短，但您可能会假设它们在末尾用零填充），但您可能不会假设它们是 16 字节对齐的（至少不总是）。

如何编写一个例程将它们与 SSE 内在函数进行比较（是否相等）？我发现这个代码片段可能会有帮助，但我不确定它是否合适？

register __m128i xmm0, xmm1; 
register unsigned int eax; 

xmm0 = _mm_load_epi128((__m128i*)(a)); 
xmm1 = _mm_load_epi128((__m128i*)(b)); 

xmm0 = _mm_cmpeq_epi8(xmm0, xmm1); 

eax = _mm_movemask_epi8(xmm0); 

if(eax==0xffff) //equal 
else   //not equal 

有人可以解释一下或者写一个函数体吗？

它需要在 GCC/mingw 中工作（在 32 位 Windows 上）。

Answer 1

向量比较指令根据相应源元素之间的比较将其结果生成为全 1（真）或全 0（假）元素的掩码。

请参阅https://stackoverflow.com/tags/x86/info获取一些链接，这些链接将告诉您这些内在函数的作用。

问题中的代码看起来应该可以工作。

如果您想找出哪些元素不相等，请使用 movemask 版本（pmovmskb或movmskps）。您可以tzcnt/bsf对第一个匹配项进行位扫描，或popcnt对匹配项进行计数。全部平等给你一个0xffff面具，非平等给你一个0。

您可能想知道 SSE4.1ptest在这里是否有用。它是可用的，但实际上并没有更快，特别是如果您对结果进行分支而不是将其转换为布尔值 0 / -1。

 // slower alternative using SSE4.1 ptest
__m128i avec, bvec;
avec = _mm_loadu_si128((__m128i*)(a)); 
bvec = _mm_loadu_si128((__m128i*)(b)); 

__m128i diff = _mm_xor_si128(avec, bvec);  // XOR: all zero only if *a==*b

if(_mm_test_all_zeros(diff, diff))  { //equal 
} else {   //not equal 
}

在 asm 中，ptest是 2 uops，并且不能与jcc条件分支进行宏融合。因此，前端的总pxor++ptest分支为 4 uops，并且仍然会破坏输入之一，除非您有 AVX 将异或结果放入第三个寄存器中。

pcmpeqb xmm0, xmm1//总共 3 个 uop，在 Intel 和 AMD CPU 上 cmp/jcc 融合为 1 个 uop pmovmskb eax, xmm0。cmp/jcc

如果您有更宽的元素，则可以在 的结果上使用movmskps或来获取 4 位或 2 位掩码。如果您想要位扫描或 popcnt 而不将每个元素除以 4 或 8 字节，则这是最有用的。（或者使用 AVX2、8 位或 4 位而不是 32 位掩码。）movmskpdpcmpeqd/q

ptest只有当您不需要任何额外的指令来为其构建输入时，这才是一个好主意：测试是否全零，带或不带掩码。例如，检查每个元素或某些元素中的某些位。