如何编写将 0xFF 置于匹配通道中的 SWAR 比较？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何编写将 0xFF 置于匹配通道中的 SWAR 比较？

【英文标题】：How to write a SWAR comparison which puts 0xFF in a lane on matches?

【发布时间】：2021-08-07 20:33:19

【问题描述】：

我正在尝试编写一个 SWAR 等式比较操作，在 uint64_t 上工作，假装是 uint8_t 的 8 个“通道”。根据 Hacker's Delight 和 Bit Twiddling Hacks 中的技术，我设法达到的最接近的结果如下：

uint64_t compare_eq (uint64_t x, uint64_t y) 
    uint64_t xored = x ^ y;
    uint64_t mask = 0x7F * 0x0101010101010101ULL;
    uint64_t tmp = (xored & mask) + mask;
    return ~(tmp | xored | mask);

但是，这会将0x80 放入匹配的“通道”，将0x00 放入不匹配的“通道”，而我希望0xFF 放入匹配的“通道”，0x00 放入“通道” '那不是。不分支可以写吗？

【问题讨论】：

一旦你有字节宽的 MSB，（所以 0x80 或 0x00 每个字节通道）右移 7 然后乘以 0xff (255)。

@njuffa 对我来说，这看起来像是一个（体面的）答案。

@njuffa：相当于(x << 1) - (x >> 7)，如果你不相信你的编译器会为你解决这个问题。

@NateEldredge x << 1 如果上车道是 0x80 会溢出

@phuclv：是的，但无论如何结果都是正确的（无符号溢出在 C 中定义良好）。在这种情况下，顶部通道将从 0 中减去 1，即 0xff。

【参考方案1】：

为了记录，这只是一个变体，用于计算非零字节中的高位（少一条指令）与来自 @njuffa 和 @Nate Eldredge 的 cmets（可能比 4386427 的答案更有效）。

uint64_t compare_eq (uint64_t x, uint64_t y) 
    uint64_t xored = x ^ y;
    uint64_t mask = ((((xored >> 1) | 0x8080808080808080) - xored) & 0x8080808080808080);
    return (mask << 1) - (mask >> 7);

【讨论】：

哎呀，我忘了我必须反转哪种字节映射到 0 和 0x80 的逻辑。希望现在修复。

其实不，这不是问题所在。你能举一个输入错误结果的例子吗？

好的，我现在明白了，希望真的修好了。很抱歉造成混乱：-/

【参考方案2】：

首先发布的代码中有一个错误（错字？）：

uint64_t mask = 0x7F * 0x0101010101010101ULL;
                       ^^
                    Missing 0x

一旦车道中有 0x80 或 0x00，您可以除以 0x80 并乘以 0xff。

喜欢：

uint64_t compare_eq (uint64_t x, uint64_t y) 
    uint64_t xored = x ^ y;
    uint64_t mask = 0x7F * 0x0101010101010101ULL;
    uint64_t tmp = (xored & mask) + mask;
    uint64_t res = ~(tmp | xored | mask);
    res = res / 0x80;
    res = res * 0xff;
    return res;