Question

当使用诸如PADDD之类的SSE2指令（即_mm_add_epi32内在函数）时，有没有办法检查是否有任何操作溢出？

我认为MXCSR控制寄存器上的标志可能会在溢出后设置，但我看不到这种情况。例如，_mm_getcsr()在以下两种情况下（8064）打印相同的值：

#include <iostream>
#include <emmintrin.h>

using namespace std;

void main()
{
    __m128i a = _mm_set_epi32(1, 0, 0, 0);
    __m128i b = _mm_add_epi32(a, a);
    cout << "MXCSR:  " << _mm_getcsr() << endl;
    cout << "Result: " << b.m128i_i32[3] << endl;

    __m128i c = _mm_set_epi32((1<<31)-1, 3, 2, 1);
    __m128i d = _mm_add_epi32(c, c);
    cout << "MXCSR:  " << _mm_getcsr() << endl;
    cout << "Result: " << d.m128i_i32[3] << endl;
}

还有其他方法可以检查SSE2的溢出吗？

Answer 1

以下是@hirschhornsalz's sum_and_overflow function的更高效版本：

void sum_and_overflow(__v4si a, __v4si b, __v4si& sum, __v4si& overflow)
{
   __v4si sa, sb;

    sum = _mm_add_epi32(a, b);                  // calculate sum
    sa = _mm_xor_si128(sum, a);                 // compare sign of sum with sign of a
    sb = _mm_xor_si128(sum, b);                 // compare sign of sum with sign of b
    overflow = _mm_and_si128(sa, sb);           // get overflow in sign bit
    overflow = _mm_srai_epi32(overflow, 31);    // convert to SIMD boolean (-1 == TRUE, 0 == FALSE)
}

它使用表达式来自Hacker's Delight第27页的溢出检测：

sum = a + b;
overflow = (sum ^ a) & (sum ^ b);               // overflow flag in sign bit

请注意，对于TRUE（溢出），溢出向量将包含更常规的SIMD布尔值-1，对于FALSE（无溢出），将包含0。如果你只需要在符号位中溢出而其他位是＆＃34;请不要关心＆＃34;然后你可以省略函数的最后一行，将SIMD指令的数量从5减少到4。

注意：此解决方案以及previous solution on which it is based用于有符号整数值。无符号值的解决方案需要稍微不同的方法（请参阅@Stephen Canon＆＃39; s answer）。

Answer 2

由于你有4个可能的溢出，控制寄存器会非常快地耗尽位，特别是，如果你想要carrys，sign等等，即使是由16个字节组成的向量加法:-)
< / p>

如果输入符号位相等且结果符号位与输入符号位不同，则设置溢出标志。

此函数计算sum = a+b并手动溢出。对于每个溢出，0x80000000都是overflow中的回退。

void sum_and_overflow(__v4si a, __v4si b, __v4si& sum, __v4si& overflow) {
    __v4si signmask = _mm_set1_epi32(0x80000000);
    sum = a+b;
    a &= signmask;
    b &= signmask;
    overflow = sum & signmask;
    overflow = ~(a^b) & (overflow^a); // overflow is 1 if (a==b) and (resultbit has changed)
}

注意：如果您没有gcc，则必须使用相应的SSE内在函数替换^ & +运算符，例如_mm_and_si128()，{{1等等。

编辑：我刚注意到带有掩码的_mm_add_epi32()当然可以在函数的最后完成，节省了两个and操作。但编译器很可能足够聪明，可以单独完成。

Answer 3

我注意到你也要求一个无符号的解决方案;幸运的是，这也很容易：

__v4si mask = _mm_set1_epi32(0x80000000);
sum = _mm_add_epi32(a, b);
overflow = _mm_cmpgt_epi32(_mm_xor_si128(mask, a), _mm_xor_si128(mask, sum));

通常要检测无符号溢出，只需选中sum < a或sum < b即可。但是，SSE没有未签名的比较; xor - 使用0x80000000的参数可以使用签名的比较来获得相同的结果。

Answer 4

基础PADDD指令未触及任何标记。

因此，为了测试这一点，您必须编写其他代码，具体取决于您要执行的操作。

注意：由于缺乏epi32内在性，你有点受阻

SSE2整数溢出检查

4 个答案: