SSE 内在函数检查零标志

Question

我想知道是否可以通过 Intel 的 SSE 内部函数检查处理器的标志寄存器？

例如：

int idx = _mm_cmpistri(mmrange, mmstr, 0x14);
int zero = _mm_cmpistrz(mmrange, mmstr, 0x14);

在此示例中，编译器能够将这两个内在函数优化为一条指令 (pcmpistri) 并通过跳转指令 (jz) 检查标志寄存器。

但是在以下示例中，编译器无法正确优化代码：

__m128i mmmask = _mm_cmpistrm(mmoldchar, mmstr, 0x40);
int zero = _mm_cmpistrz(mmoldchar, mmstr, 0x40);

这里，编译器生成一条pcmpistrm和一条pcmpistri指令。但是，在我看来，第二条指令是多余的，因为 pcmpistrm 以与 pcmistri.

相同的方式在处理器的标志寄存器中设置标志。

所以，回到我的问题，有没有办法直接读取标志寄存器或指示编译器只生成 pcmpistrm 指令？

Answer 1

我自己找到了解决办法。

有一个名为__readeflags() 的读取标志寄存器的函数。它包装了 pushf（在 x64 平台上为 pushfq）指令。

代码现在看起来像这样：

__m128i mmmask = _mm_cmpistrm(mmoldchar, mmstr, 0x40);
int zero = __readeflags() & 0x40; //0x40 is the mask for the zero flag (bit 6)

这个解决方案不是最优的，但可以解决问题。

Answer 2

看起来只是一个 MSVC 优化失败的错误，而不是任何固有的错误。

gcc6.2 和 icc17 在测试函数中成功地使用了来自一个 PCMPISTRM 的两个结果我在 zero 结果上写了分支 (on the Godbolt compiler explorer):

#include <immintrin.h>
__m128i foo(__m128i mmoldchar, __m128i mmstr)
{      
  __m128i mmmask = _mm_cmpistrm(mmoldchar, mmstr, 0x40);
  int zero = _mm_cmpistrz(mmoldchar, mmstr, 0x40);
  if(zero)
    return mmmask;
  else
    return _mm_setzero_si128();
}

    ##gcc6.2 -O3 -march=nehalem
    pcmpistrm       xmm0, xmm1, 64
    je      .L5
    pxor    xmm0, xmm0
    ret
.L5:
    ret

OTOH，clang3.9 无法进行 CSE，并使用了 PCMPISTRI。

foo:
    movdqa  xmm2, xmm0
    pcmpistri       xmm2, xmm1, 64
    pxor    xmm0, xmm0
    jne     .LBB0_2
    pcmpistrm       xmm2, xmm1, 64
.LBB0_2:
    ret

请注意，根据 Agner Fog's instruction tables，PCMPISTRM 具有良好的吞吐量但延迟很高，因此如果延迟是瓶颈，则有很大的空间可以并行执行两个操作。像使用 __readflags() 这样的跳跃实际上可能更糟。

SSE 内在函数检查零标志

SSE intrinsics check zero flag

c++

intrinsics