这里有两种不同的方法,我可以使用 SSE 内在函数左移 >= 64 位。第二种变体专门处理 (shift == 64) 情况,并避免一条 SSE 指令,但增加了 if 检查的成本:
inline __m128i shiftLeftGte64ByBits( const __m128i & a, const unsigned shift )
{
__m128i r ;
r = _mm_slli_si128( a, 8 ) ; // a << 64
r = _mm_sll_epi64( r, _mm_set_epi32( 0, 0, 0, shift - 64 ) ) ;
return r ;
}
inline __m128i shiftLeftGte64ByBits( const __m128i & a, const unsigned shift )
{
__m128i r ;
r = _mm_slli_si128( a, 8 ) ; // a << 64
if ( shift > 64 )
{
r = _mm_sll_epi64( r, _mm_set_epi32( 0, 0, 0, shift - 64 ) ) ;
}
return r ;
}
我(大致)想知道这个 if() 检查的成本与移位指令本身的成本相比如何(可能相对于正常 ALU 左移指令所需的时间或周期数)。
最佳答案
使用微基准进行回答,使用如下代码:
void timingWithIf( volatile __m128i * pA, volatile unsigned long * pShift, unsigned long n )
{
__m128i r = *pA ;
for ( unsigned long i = 0 ; i < n ; i++ )
{
r = _mm_slli_si128( r, 8 ) ; // a << 64
unsigned long shift = *pShift ;
// does it hurt more to do the check, or just do the operation?
if ( shift > 64 )
{
r = _mm_sll_epi64( r, _mm_set_epi32( 0, 0, 0, shift - 64 ) ) ;
}
}
*pA = r ;
}
这生成了以下代码:
xor %eax,%eax
movdqa (%rdi),%xmm0
test %rdx,%rdx
movdqa %xmm0,0xffffffffffffffe8(%rsp)
jbe F0
pxor %xmm0,%xmm0
B0: movdqa 0xffffffffffffffe8(%rsp),%xmm2
pslldq $0x8,%xmm2
movdqa %xmm2,0xffffffffffffffe8(%rsp)
mov (%rsi),%rcx
cmp $0x40,%rcx
jbe F1
add $0xffffffffffffffc0,%rcx
movd %ecx,%xmm1
punpckldq %xmm0,%xmm1
punpcklqdq %xmm0,%xmm1
psllq %xmm1,%xmm2
movdqa %xmm2,0xffffffffffffffe8(%rsp)
F1: inc %rax
cmp %rdx,%rax
jb B0
F0: movdqa 0xffffffffffffffe8(%rsp),%xmm0
movdqa %xmm0,(%rdi)
retq
nopl 0x0(%rax)
观察分支避免的移位实际上需要三个 SSE 指令(如果可以 ALU -> XMM reg 移动则需要四个指令),再加上一个 ALU 添加操作:
add $0xffffffffffffffc0,%rcx
movd %ecx,%xmm1
punpckldq %xmm0,%xmm1
punpcklqdq %xmm0,%xmm1
psllq %xmm1,%xmm2
我测量了 10 亿个循环:
1) 移位 == 64:
使用 if 约 2.5 秒(避免无操作移位)。
~2.8s 执行无操作移位。
2) 移位 == 65:
~2.8s,无论是否有 if。
计时是在“Intel(R) Xeon(R) CPU X5570 @ 2.93GHz”(/proc/cpuinfo) 上进行的,并且相对一致。
即使分支完全冗余(shift == 65),我也看不出执行操作所需的时间有太大差异,但这绝对有助于避免执行 SSE 无操作左移的指令当(shift == 64)时。
关于if 检查与 sse 操作的成本?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/9982878/