如何对__m256i变量实现全序关系的小于比较（AVX系列）

针对__m256i的全序小于操作（仅要求满足全序关系，无需对应数学意义上的数值大小），可以分两种场景实现：

场景1：将__m256i视为单个256位实体的全序比较 #

如果需要把整个__m256i当成一个256位的“大值”来定义全序，可以通过分块比较128位部分实现，复用你已掌握的__m128i比较逻辑：

#include <immintrin.h>

bool m256i_total_lt(__m256i a, __m256i b) {
    // 先比较高128位
    __m128i high_a = _mm256_extractf128_si256(a, 1);
    __m128i high_b = _mm256_extractf128_si256(b, 1);
    
    // 判断高128位是否a < b
    __m128i high_b_gt_a = _mm_cmpgt_epi64(high_b, high_a);
    if (_mm_movemask_epi8(high_b_gt_a) != 0) {
        return true;
    }
    
    // 检查高128位是否相等
    __m128i high_eq = _mm_cmpeq_epi64(high_a, high_b);
    if (_mm_movemask_epi8(high_eq) != 0xFFFF) {
        return false;
    }
    
    // 高128位相等，比较低128位
    __m128i low_a = _mm256_castsi256_si128(a);
    __m128i low_b = _mm256_castsi256_si128(b);
    
    __m128i low_b_gt_a = _mm_cmpgt_epi64(low_b, low_a);
    if (_mm_movemask_epi8(low_b_gt_a) != 0) {
        return true;
    }
    
    // 整体相等
    return false;
}

这个逻辑通过“高位优先”的比较方式，保证每个__m256i实体有唯一的排序位置，完全满足全序要求。

场景2：按__m256i的元素逐个比较（全序关系） #

如果需要对__m256i中的每个整数元素定义全序小于关系，AVX2提供了直接的比较指令可以实现：

无符号整数元素的小于比较 #

#include <immintrin.h>

__m256i m256i_cmplt_epu64(__m256i a, __m256i b) {
    // 无符号比较下，b > a等价于a < b，返回对应掩码
    return _mm256_cmp_epi64(b, a, _MM_CMPINT_UGT);
}

有符号整数元素的小于比较 #

#include <immintrin.h>

__m256i m256i_cmplt_epi64(__m256i a, __m256i b) {
    // 有符号比较下，b > a等价于a < b，返回对应掩码
    return _mm256_cmpgt_epi64(b, a);
}

这两个函数返回的__m256i掩码中，每个元素位置若满足a < b则为全1（0xFFFFFFFFFFFFFFFF），否则为0，完全符合全序关系的要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David O.