问题描述
对于 64 位寄存器，有 CMOVcc A,B 指令，只有在满足条件 B 时才将 A 写入 cc：
; Do rax <- rdx iff rcx == 0
test rcx,rcx
cmove rax,rdx
但是，我找不到任何与 AVX 等效的东西。我仍然想根据 RFLAGS 的值移动，只是使用更大的操作数：
; Do ymm1 <- ymm2 iff rcx == 0
test rcx,rcx
cmove ymm1,ymm2 (invalid)
是否有 cmov 的 AVX 等价物？如果没有，我如何以无分支的方式实现这个操作？
解决方法
虽然没有 cmov 的矢量化版本，但可以使用位掩码和 blending 实现等效功能。
假设我们有两个 256 位向量 value1 和 value2，它们驻留在相应的向量寄存器 ymm1 和 ymm2 中：
align 32
value1: dq 1.0,2.0,3.0,4.0
value2: dq 5.0,6.0,7.0,8.0
; Operands for our conditional move
vmovdqa ymm1,[rel value1]
vmovdqa ymm2,[rel value2]
我们要比较两个寄存器 rcx 和 rdx：
; Values to compare
mov rcx,1
mov rdx,2
如果它们相等，我们想把ymm2复制到ymm1中（因此选择value2），否则我们想保留ymm1，因此{{1} }.
使用 value1 的等效（无效）表示法：
cmov首先，我们将 cmp rcx,rdx
cmove ymm1,ymm2 (invalid)
和 rcx 加载到向量寄存器并 broadcast 它们，因此它们被复制到相应寄存器的所有 64 位块（rdx 描述串联）：
.然后，我们使用 vpcmpeqq 生成掩码：
vmovq xmm0,rcx ; xmm0 <- 0 . rcx
vpbroadcastq ymm1,xmm0 ; ymm1 <- rcx . rcx . rcx . rcx
vmovq xmm0,rdx ; xmm0 <- 0 . rdx
vpbroadcastq ymm2,xmm0 ; ymm2 <- rdx . rdx . rdx . rdx
最后，我们blend ; If rcx == rdx: ymm0 <- ffffffffffffffff.ffffffffffffffff.ffffffffffffffff.ffffffffffffffff
; If rcx != rdx: ymm0 <- 0000000000000000.0000000000000000.0000000000000000.0000000000000000
vpcmpeqq ymm0,ymm1,ymm2
进入ymm2，使用ymm1 中的掩码：
ymm0感谢 @fuz 在评论中概述了这种方法！
,给定这个分支代码（如果条件预测良好，这将是有效的）：
cmp rcx,rdx
jne .nocopy
vmovdqa ymm1,ymm2 ;; copy if RCX==RDX
.nocopy:
我们可以通过基于比较条件创建一个 0 / -1 向量并在其上混合来实现无分支。一些优化与其他答案：
- 广播 after XMM 比较，因此您不需要广播两个输入。保存一条指令，并只进行 XMM 比较（在 Zen1 上节省一个 uop）。
- 如果可以便宜地将整数输入减少到一个整数。所以你只需要从整数复制一件事到 XMM regs。标量异或可以在任何执行端口上运行，而
vmovd/q xmm,reg只能在 Intel 上的单个执行端口上运行：端口 5，与vpbroadcastq ymm,xmm等向量混洗所需的端口相同。
除了节省 1 条总指令外，它还使其中一些指令更便宜（相同执行端口的竞争更少，例如标量异或根本不是 SIMD）并且远离关键路径（异或归零）。在循环中，您可以在循环外准备一个归零向量。
;; inputs: RCX,RDX. YMM1,YMM2
;; output: YMM0
xor rcx,rdx ; 0 or non-0.
vmovq xmm0,rcx
vpxor xmm3,xmm3,xmm3 ; can be done any time,e.g. outside a loop
vcmpeqq xmm0,xmm0,xmm3 ; 0 if RCX!=RDX,-1 if RCX==RDX
vpbroadcastq ymm0,xmm0
vpblendvb ymm0,ymm2,ymm0 ; ymm0 = (rcx==rdx) ? ymm2 : ymm1
销毁旧的 RCX 意味着您可能需要一个 mov，但这仍然值得。
像 rcx >= rdx（无符号）这样的条件可以用 cmp rdx,rcx / sbb rax,rax 来实现一个 0 / -1 整数（你可以广播没有需要vpcmpeqq）。
签名大于条件更痛苦；您可能最终需要 2x vmovq 来表示 vpcmpgtq，而不是 cmp/setg/vmovd / vpbroadcastb。特别是如果您没有方便的寄存器来 setg 进入以避免可能的错误依赖。 setg al / read EAX 不是部分寄存器停顿的问题：新的 CPU 足以拥有 AVX2 don't rename AL separately from the rest of RAX。 （只有英特尔这样做过，而 Haswell 没有这样做。）所以无论如何，您可以只setcc进入您的 cmp 输入之一的低字节。 >
注意 vblendvps 和 vblendvpd 只关心每个 dword 或 qword 元素的高字节。如果您有两个正确的符号扩展整数，减去它们不会溢出，c - d 将直接用作您的混合控件，只需广播它。 FP 混合整数 SIMD 指令（如 vpaddd）在具有 AVX2 的 Intel CPU 上（可能与 AMD 类似）在输入和输出上有额外的 1 个旁路延迟周期，但您保存的指令也会有延迟。>
对于无符号的 32 位数字，您很可能已经在整数 regs 中将它们零扩展到 64 位。在这种情况下，sub rcx,rdx 可以将 RCX 的 MSB 设置为与 cmp ecx,edx 设置 CF 的方式相同。 （请记住，jb / cmovb 的 FLAGS condition 是 CF == 1）
;; unsigned 32-bit compare,with inputs already zero-extended
sub rcx,rdx ; sets MSB = (ecx < edx)
vmovq xmm0,rcx
vpbroadcastq ymm0,xmm0
vblendvpd ymm0,ymm0 ; ymm0 = ecx<edx ? ymm2 : ymm1
但是如果您的输入已经是 64 位，并且您不知道它们的范围是有限的，那么您需要一个 65 位结果才能完全捕获 64 位减法结果.
这就是为什么 jl 的条件是 SF != OF 而不仅仅是 a-b < 0 的原因，因为 a-b 是通过截断数学完成的。 jb 的条件是 CF == 1（而不是 MSB）。