如何优化循环？

Question

我有以下瓶颈功能。

typedef unsigned char byte;
void CompareArrays(const byte * p1Start, const byte * p1End, const byte * p2, byte * p3)
{
     const byte b1 = 128-30;
     const byte b2 = 128+30;
     for (const byte * p1 = p1Start; p1 != p1End; ++p1, ++p2, ++p3) {
        *p3 = (*p1 < *p2 ) ? b1 : b2;
    }
}

我想用SSE2内部函数替换C++代码。 我尝试了_mm_cmpgt_epi8但它使用了签名比较。 我需要无符号比较。

是否有任何技巧（SSE，SSE2，SSSE3）来解决我的问题？

注意：在这种情况下，我不想使用多线程。

Answer 1

而不是抵消您的签名值以使其无符号，更有效的方法是执行以下操作：

• 使用_mm_min_epu8获取p1，p2的无符号最小值
• 使用_mm_cmpeq_epi8将此min与p2进行_mm_cmpeq_epi8
• 对于p1 <p2的元素，结果掩码现在为0x00，对于p1> = p2的元素，结果掩码为0xff
• 你现在可以使用这个掩码与_mm_or_si128和_mm_andc_si128来选择合适的b1 / b2值

请注意，总共有4条指令，而使用offset + signed比较方法则为5条指令。

Answer 2

您可以从数字中减去127，然后使用_mm_cmpgt_epi8

Answer 3

是的，这可以在SIMD中完成，但制作蒙版需要几个步骤。

我想，鲁斯利克做对了。 您希望使用0x80对每个组件进行xor以翻转有符号和无符号比较的意义。 _mm_xor_si128（ PXOR ）可以解决这个问题 - 在将掩码加载到SIMD寄存器之前，您需要在某处创建掩码作为静态char数组。 然后_mm_cmpgt_epi8为您提供一个掩码，您可以使用按位AND（例如_mm_and_si128 ）执行蒙版移动。

Answer 4

是的，SSE不会在这里工作。 您可以使用OpenMP在多核计算机上提高此代码性能：

void CompareArrays(const byte * p1Start, const byte * p1End, const byte * p2, byte * p3)
{
     const byte b1 = 128-30;
     const byte b2 = 128+30;

     int n = p1End - p1Start;
     #pragma omp parallel for
     for (int i = 0; i < n; ++p1, ++i) 
     {
        p3[i] = (p1[i] < p2[i]) ? b1 : b2;
     }
}

Answer 5

不幸的是，上面的许多答案都是不正确的。 我们假设一个3位字：

unsigned：4 5 6 7 0 1 2 3 == signed：-4 -3 -2 -1 0 1 2 3（位：100 101 110 111 000 001 010 011）

Paul R的方法不正确。 假设我们想知道3> 2.min（3,2）== 2，这表明是，所以这个方法在这里工作。 现在假设我们想知道是否7> 2.签名表示中的值7是-1，所以min（-1,2）== -1，这表明7不大于2 unsigned。

安德烈的方法也不正确。 假设我们想要知道7> 2，或a = 7，并且b = 2.签名表示中的值7为-1，因此第一项（a> b）失败，并且该方法表明7不大于比2。

然而，由Alexey纠正的BJobnh的方法是正确的。 只需从值中减去2 ^（n-1），其中n是位数。 在这种情况下，我们将减去4以获得新的相应值：

old signed：-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 => new signed：0 1 2 3 -4 -3 -2 -1 == new unsigned 0 1 2 3 4 5 6 7。

换句话说，unsigned_greater_than（a，b）等同于signed_greater_than（a-2 ^（n-1），b-2 ^（n-1））。

Answer 6

使用pcmpeqb并成为你的力量。