c - 饱和减法 - AVX 或 SSE4.2

我正在提高程序 (C) 的性能，但我无法获得更好的执行时间来改进最“昂贵”的循环。

如果元素大于零，我必须从 unsigned long int 数组的每个元素中减去 1。

循环是:

unsigned long int * WorkerDataTime;
...
for (WorkerID=0;WorkerID<WorkersON;++WorkerID){
    if(WorkerDataTime[WorkerID] > 0) WorkerDataTime[WorkerID]-=1;
}

我试试这个:

for (WorkerID=0;WorkerID<WorkersON;++WorkerID){
    int rest = WorkerDataTime[WorkerID] > 0;
    WorkerDataTime[WorkerID] = WorkerDataTime[WorkerID] - rest;
}

但执行时间是相似的。

问题: 是否有任何内部安全指令(SSE4.2、AVX...)可以直接执行此操作？ (我使用的是 gcc 4.8.2)

我知道使用 char 或 short 元素是可能的。 (_mm_subs_epi8 和 _mm_subs_epi16) 我不能使用 AVX2。

谢谢你。

最佳答案

SSE4 可以使用三个指令。这是一个处理整个数组的代码，递减所有不为零的无符号整数:

void clampedDecrement_SSE (__m128i * data, size_t count)
{
  // processes 2 elements each, no checks for alignment done.
  // count must be multiple of 2.

  size_t i;
  count /= 2;

  __m128i zero = _mm_set1_epi32(0);
  __m128i ones = _mm_set1_epi32(~0);

  for (i=0; i<count; i++)
  {
    __m128i values, mask;

    // load 2 64 bit integers:
    values = _mm_load_si128 (data);

    // compare against zero. Gives either 0 or ~0 (on match)
    mask   = _mm_cmpeq_epi64 (values, zero);

    // negate above mask. Yields -1 for all non zero elements, 0 otherwise:
    mask   = _mm_xor_si128(mask, ones);

    // now just add the mask for saturated unsigned decrement operation:
    values = _mm_add_epi64(values, mask);

    // and store the result back to memory:
   _mm_store_si128(data,values);
   data++;
  }
}

使用 AVX2，我们可以改进这一点并同时处理 4 个元素:

void clampedDecrement (__m256i * data, size_t count)
{
  // processes 4 elements each, no checks for alignment done.
  // count must be multiple of 4.

  size_t i;
  count /= 4;

  // we need some constants:
  __m256i zero = _mm256_set1_epi32(0);
  __m256i ones = _mm256_set1_epi32(~0);

  for (i=0; i<count; i++)
  {
    __m256i values, mask;

    // load 4 64 bit integers:
    values = _mm256_load_si256 (data);

    // compare against zero. Gives either 0 or ~0 (on match)
    mask   = _mm256_cmpeq_epi64 (values, zero);

    // negate above mask. Yields -1 for all non zero elements, 0 otherwise:
    mask   = _mm256_xor_si256(mask, ones);

    // now just add the mask for saturated unsigned decrement operation:
    values = _mm256_add_epi64(values, mask);

    // and store the result back to memory:
   _mm256_store_si256(data,values);
   data++;
  }
}

编辑:添加了 SSE 代码版本。

关于c - 饱和减法 - AVX 或 SSE4.2，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/26713507/