一些快速的 __m256i 位运算

Question

我正在寻找快速代码来在

__m256i

上执行以下操作，并且希望得到帮助：

清除最低有效位（设置的最低有效位）
清除最高有效位（设置的最高有效位）
清除位置
```
int i
```
处的位（其中
```
0 <= i < 256
```
）
找到最低有效位的位置（返回
```
int
```
，可以假设非零输入）
找到最高有效位的位置（返回
```
int
```
，可以假设非零输入）

Answer 1

部分问题已在之前的问答中解决：

在大型数组中高效查找最低有效设置位？ - 在循环查找非零
```
__m256i
```
后查找非零
```
__m256i
```
中的最低设置位。使用相反方向的位扫描指令，相同的算法可以找到最高设置位。
在 AVX 寄存器（__m256i）中设置单独的位，需要“随机访问”运算符 - @wim 使用
```
vpsllvd
```
的答案非常聪明，生成一个恰好设置了 1 位的向量。当移位计数超出范围时，SIMD 会将元素移位为零，因此
```
set1(count) - setr(0, 32, 64, 96, ...)
```
会生成一个只有一个在范围内的移位计数的向量，您可以使用它来移位
```
set1(1)
```
的向量。

清除而不是设置所选位只是用
```
_mm256_andnot_si256
```
而不是
```
or
```
和
```
1<<n
```
向量的问题。或者
```
xor
```
翻转该位。

（ermlg 的答案有一个存储/重新加载存储转发停顿，但如果在执行之间存在大量周围代码，则可能对吞吐量没有坏处，因为存储转发停顿无法在 SnB 系列上相互管道化，但可以通过成功的存储转发进行管道传输。）
```
clear_nth(v, bitscan_forward/reverse(v))
```
使用上述策略可能是清除整个
```
__m256i
```
中最高或最低设置位的最不坏的方法。我不认为有一个好的方法可以做到这一点，所以理想情况下，设计你的算法只需要在较小的块中进行此操作。

使用 AVX-512，您可以测试掩码 (
```
vptestmd k1, ymm0,ymm0
```
) 和
```
kmov
```
/
```
blsi
```
/
```
kmov
```
，以隔离合并掩码的最低设置位
```
v &= v-1
```
(
```
vpaddd
```
/
```
vpandd) 
```
）。因此，只有包含最低位的元素才会改变，因为只有该位具有非零掩码。（在两个
```
ksub
```
指令中没有
```
kneg
```
或
```
mask &= -mask
```
来实现
```
k
```
；您必须使用 2 的补码恒等式，例如
```
m &= ~m+1
```
与
```
knotw
```
/
```
kaddw
```
/
```
kandw
```
已经设置了
```
__mmask16 k1 = 1;
```
掩码常量。由于每个
```
k
```
指令仅在 Intel 上的一个端口上运行，但 BMI1
```
blsi
```
甚至可以在端口 1 或 5 上运行，因此最好将
```
kmov
```
绕过它。并且无论您的意愿如何，编译器都可能会这样做。）

__m256i

不像单个 256 位整数那样工作。对于像

blsr

这样带有

x &= x-1

位黑客的东西，尝试在 SIMD 元素之间传播进位是非常不方便的；你必须做点别的事情。

搜索功能非常可行，不过，使用

_mm256_cmpeq_epi8

反对零和

_mm256_movemask_epi8

/

tzcnt

或

31-lzcnt

（或 Intel 上的

bsr

，速度不慢），同时将向量存储到 tmp缓冲区，以便您可以索引相关字节并对其进行位扫描。或者在更宽的块中使用

_mm256_movemask_ps

上的

_mm256_cmp_epi32

比较蒙版。请参阅上面链接的问答。

也许还有相关的构建块：

尝试编写 Gerd Isenberg 的位向前扫描的矢量化实现作为练习是
```
tzcnt
```
又名
```
bsf
```
在每个 16 位元素上并行（使用 De Bruijn 序列）。

与查找具有设置位的最低或最高元素并行，可能会减少关键路径延迟，而不是存储/重新加载，然后对元素进行位扫描然后添加。但吞吐量可能会更差。
有没有一种有效的方法可以使用SIMD内在函数来获取SIMD寄存器中的第一个非零元素？只是找到哪个元素，而不是其中的哪一位，所以这只是有效找到最低有效值的子问题在大数组中设置位？

一些快速的 __m256i 位运算

问题描述投票：0回答：1

1个回答

最新问题

一些快速的 __m256i 位运算

问题描述 投票：0回答：1

1个回答

最新问题

问题描述投票：0回答：1