c - SSE rms 计算

Question

我想用英特尔 sse 内在函数计算 rms。像这样：

float rms( float *a, float *b , int l)
{
    int n=0;
    float r=0.0;
    for(int i=0;i<l;i++)
    {
        if(finitef(a[i]) && finitef(b[i]))
        {
            n++;
            tmp = a[i] - b[i];
            r += tmp*tmp;
        }
    }
    r /= n;
    return r;
}

但是如何检查哪些元素是 NaN？以及如何计算n？

Answer 1

您可以通过将值与自身进行比较来测试 NaN 的值。x == x如果 x 是 NaN，将返回 false。因此，对于 4 x 浮点值的 SSE 向量，vx：

    vmask = _mm_cmpeq_ps(vx, vx);

将为您提供一个掩码向量，其中 vx 中的 NaN 元素全为 0，非 NaN 元素全为 1。您可以使用掩码将 NaN 归零。您还可以使用掩码通过将其视为 32 位整数的向量并累加来计算有效数据点的数量。

这是一个经过测试的工作示例 - 请注意，它假设 n 是 4 的倍数，a、b 不是 16 字节对齐的，还请注意它需要 SSE4。

float rms(const float *a, const float *b , int n)
{
    int count;
    float sum;
    __m128i vcount = _mm_set1_epi32(0);
    __m128 vsum = _mm_set1_ps(0.0f);
    assert((n & 3) == 0);
    for (int i = 0; i < n; i += 4)
    {
        __m128 va = _mm_loadu_ps(&a[i]);
        __m128 vb = _mm_loadu_ps(&b[i]);
        __m128 vmaska = _mm_cmpeq_ps(va, va);
        __m128 vmaskb = _mm_cmpeq_ps(vb, vb);
        __m128 vmask = _mm_and_ps(vmaska, vmaskb);
        __m128 vtmp = _mm_sub_ps(va, vb);
        vtmp = _mm_and_ps(vtmp, vmask);
        vtmp = _mm_mul_ps(vtmp, vtmp);
        vsum = _mm_add_ps(vsum, vtmp);
        vcount = _mm_sub_epi32(vcount, (__m128i)vmask);
    }
    vsum = _mm_hadd_ps(vsum, vsum);
    vsum = _mm_hadd_ps(vsum, vsum);
    _mm_store_ss(&sum, vsum);
    vcount = _mm_hadd_epi32(vcount, vcount);
    vcount = _mm_hadd_epi32(vcount, vcount);
    count = _mm_extract_epi32(vcount, 0);
    return count > 0 ? sum / (float)count : 0.0f;
}