能否使用SSE2 _mm_cmpeq_pd这类浮点比较指令比较64位整数？

核心结论 #

SSE2 _mm_cmpeq_pd、AVX _mm_cmp_pd这类浮点比较指令，绝对不能直接用来模拟64位整数相等比较_mm_cmpeq_epi64，原因如下：

• 浮点相等比较不是按位比对，存在两类不符合整数比较规则的特殊处理：
  1. NaN值判定规则：只要任意一个操作数是NaN，无论两个NaN的二进制表示是否完全一致，浮点比较都会返回「不相等」
  2. 正负零判定规则：+0和-0的二进制表示完全不同，但浮点比较会判定二者相等，这对64位整数来说属于两个完全不同的数值

_mm_cmpeq_epi64的正确模拟方案 #

如果目标环境不支持SSE4.1（SSE4.1及以上指令集已原生提供_mm_cmpeq_epi64），可以通过拆分高低32位整数比较的方式实现，性能几乎无损失，且完全符合整数比较规则：

// SSE2环境下模拟_mm_cmpeq_epi64的实现
__m128i mm_cmpeq_epi64_sse2(__m128i a, __m128i b)
{
    // 先逐32位比较是否相等
    __m128i cmp_32 = _mm_cmpeq_epi32(a, b);
    // 交换每个64位元素的高低32位比较结果
    __m128i shuffle_cmp = _mm_shuffle_epi32(cmp_32, _MM_SHUFFLE(2, 3, 0, 1));
    // 高低32位同时相等时，对应64位元素的所有位才会被置为全1
    return _mm_and_si128(cmp_32, shuffle_cmp);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Guteniev