c++ - 是否有 SIMD 指令来加速校验和计算？

Question

我将不得不编写一个非常基本的校验和函数，例如:

char sum(const char * data, const int len)
{
    char sum(0);
    for (const char * end=data+len ; data<end ; ++data)
        sum += *data;
    return sum;
}

这是微不足道的。现在，我应该如何优化它？首先，我可能应该使用一些 std::for_each 和 lambda 或类似的东西:

char sum2(const char * data, const int len)
{
    char sum(0);
    std::for_each(data, data+len, [&sum](char b){sum+=b;});
    return sum;
}

接下来，我可以使用多个线程/核心来汇总 block ，然后添加结果。我不会把它写下来，我担心创建线程(或者无论如何从池中获取它们)，然后切割数组，然后分派(dispatch)所有东西等等的成本，考虑到我大部分时间都不会很好计算小数组的校验和，大部分为 10-100 字节，很少达到 1000。

但我真正想要的是较低级别的东西，一些 SIMD 东西，可以对 128b 寄存器上的字节求和，或者可能在两个寄存器之间独立地求和字节而不携带进位，或者两者兼而有之。

有这样的东西吗？

注意:这是实际的过早优化，但它很有趣，那到底是什么？

编辑:我仍然需要一种方法来汇总 SSE 寄存器中的所有字节，这比

char ptr[16];
_mm_storeu_si128((__m128i*)ptr, sum);
checksum += ptr[0] + ptr[1] + ptr[2]  + ptr[3]  + ptr[4]  + ptr[5]  + ptr[6]  + ptr[7]
          + ptr[8] + ptr[9] + ptr[10] + ptr[11] + ptr[12] + ptr[13] + ptr[14] + ptr[15];

Answer 1

是的，MMX指令集中有这样的指令，叫做“Packed ADD”:

• _mm_add_pi8在 Visual C++ 中
• __builtin_ia32_paddb 在 gcc 中

在 SSE2 指令集中:

• _mm_add_epi8在 Visual C++ 中
• __builtin_ia32_paddb128 在 gcc 中

编辑:添加部分和的更快方法:

__m128i sums;

sums = _mm_add_epi8(sums, _mm_srli_si128(sums, 1));
sums = _mm_add_epi8(sums, _mm_srli_si128(sums, 2));
sums = _mm_add_epi8(sums, _mm_srli_si128(sums, 4));
sums = _mm_add_epi8(sums, _mm_srli_si128(sums, 8));
checksum += _mm_cvtsi128_si32(sums);