测试 AVX 寄存器是否包含一些相等的整数

Question

考虑一个包含四个 64 位整数的 256 位寄存器。 在 AVX/AVX2 中是否可以有效地测试其中一些整数是否相等？

例如：

a) {43, 17, 25, 8}：结果必须是 false，因为 4 个数字中没有 2 个是相等的。

b) {47, 17, 23, 17}：结果必须为“真”，因为数字 17 在 AVX 向量寄存器中出现了 2 次。

如果可能，我想在 C++ 中执行此操作，但如有必要，我可以下拉到汇编中。

Answer 1

使用 AVX512 (AVX512VL + AVX512CD)，您可以使用专为此目的设计的 VPCONFLICTQ。

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对于AVX2：

通过减少冗余比较减少了一些操作：

int test1(__m256i x)
{
    __m256i x0 = _mm256_permute4x64_epi64(x, 0x4B);
    // 1 0 2 3
    // 3 2 1 0
    __m256i e0 = _mm256_cmpeq_epi64(x0, x);
    __m256i x1 = _mm256_shuffle_epi32(x, 0x4E);
    // 2 3 0 1
    // 3 2 1 0
    __m256i e1 = _mm256_cmpeq_epi64(x1, x);
    __m256i t = _mm256_or_si256(e0, e1);
    return !_mm256_testz_si256(t, _mm256_set1_epi32(-1));
}

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以前：

一种简单的“将所有内容与所有内容进行比较”的方法可以与一些随机播放一起使用，如下所示（未测试）：

int hasDupe(__m256i x)
{
    __m256i x1 = _mm256_shuffle_epi32(x, 0x4E);
    __m256i x2 = _mm256_permute4x64_epi64(x, 0x4E);
    __m256i x3 = _mm256_shuffle_epi32(x2, 0x4E);
    // 2 3 0 1
    // 3 2 1 0
    __m256i e0 = _mm256_cmpeq_epi64(x1, x);
    // 1 0 3 2
    // 3 2 1 0
    __m256i e1 = _mm256_cmpeq_epi64(x2, x);
    // 0 1 2 3
    // 3 2 1 0
    __m256i e2 = _mm256_cmpeq_epi64(x3, x);
    __m256i t0 = _mm256_or_si256(_mm256_or_si256(e0, e1), e2);
    return !_mm256_testz_si256(t0, _mm256_set1_epi32(-1));
}

GCC 7 将其编译为合理的代码，但 Clang 确实做了一些奇怪的事情。似乎认为vpor 没有 256 位版本（它完全有）。在这种情况下，将 OR 更改为加法大致相同（将几个 -1 加在一起不会为零）并且不会对 Clang 造成麻烦（也未测试）：

int hasDupe(__m256i x)
{
    __m256i x1 = _mm256_shuffle_epi32(x, 0x4E);
    __m256i x2 = _mm256_permute4x64_epi64(x, 0x4E);
    __m256i x3 = _mm256_shuffle_epi32(x2, 0x4E);
    // 2 3 0 1
    // 3 2 1 0
    __m256i e0 = _mm256_cmpeq_epi64(x1, x);
    // 1 0 3 2
    // 3 2 1 0
    __m256i e1 = _mm256_cmpeq_epi64(x2, x);
    // 0 1 2 3
    // 3 2 1 0
    __m256i e2 = _mm256_cmpeq_epi64(x3, x);
    // "OR" results, workaround for Clang being weird
    __m256i t0 = _mm256_add_epi64(_mm256_add_epi64(e0, e1), e2);
    return !_mm256_testz_si256(t0, _mm256_set1_epi32(-1));
}