Rust 获取 SIMD 向量中真实字节的索引
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【中文标题】Rust 获取 SIMD 向量中真实字节的索引【英文标题】:Rust get index of true bytes in SIMD vector 【发布时间】:2018-04-10 17:53:56 【问题描述】:我想比较两个 16 字节的向量并获取每个匹配的索引。一个小例子来说明我想要什么:
fn get_matching_idx(arr1: &[u8], arr2: &[u8])
let vec1 = u8x16::load_aligned(arr1);
let vec2 = u8x16::load_aligned(arr2);
let matches = vec1.eq(vec2);
for i in 0..16
if matches.extract_unchecked(i)
// Do something with the index
理想情况下,我只想为设置的索引“做点什么”,而不是检查每一个(匹配的数量会很少)。
有没有办法使用内在函数获取匹配索引,而不是遍历整个向量?以 gcc 为例,我可以使用 _mm_movemask_epi8 对向量进行位打包,然后重复应用 __builtin_clz
以获取第一个设置位的索引(这对于我将拥有的稀疏数字更有效)。或者,我可以有一个查找表,它为我的位压缩整数中的每个半字节做正确的事情(例如,第一个答案 here)。
rust 中是否有与这些指令等效的指令?
我正在为 Intel x86-64 处理器编译,不需要跨平台支持。
注意:我更喜欢原生(安全)生锈的解决方案,但这不是硬性要求。我可以很好地编写不安全的 rust,甚至可以使用某种 FFI 链接到上述方法。
【问题讨论】:
你可以在 Rust 中通过std::arch
使用相同的内在函数:doc.rust-lang.org/nightly/core/arch/x86_64/… --- 请注意,这是一个仅在夜间使用的 API,但计划很快就会稳定下来。如果您需要在稳定的 Rust 上执行此操作,那么最简单的方法可能是在 C 中纠正您的 SIMD 例程。
【参考方案1】:
std::arch
包含一组详尽的内在操作。这可以使用core::arch
和std::simd
来完成,如下所示:
use std::arch::x86_64::self, __m128i;
use std::simd::u8x16, FromBits;
unsafe fn get_matching_idx(arr1: &[u8], arr2: &[u8]) -> u32
let vec1 = __m128i::from_bits(u8x16::load_aligned_unchecked(arr1));
let vec2 = __m128i::from_bits(u8x16::load_aligned_unchecked(arr2));
return x86_64::_mm_movemask_epi8(x86_64::_mm_cmpeq_epi8(vec1, vec2)) as u32;
fn main()
// let arr1 = ...
// let arr2 = ...
unsafe
let mut mask = get_matching_idx(arr1, arr2);
let mut delta_i = 0;
// This assumes a little endian machine (note it counts trailing 0s)
while group_mask > 0
let tz = x86_64::_mm_tzcnt_32(mask);
let i = tz + delta_i;
// Do something...
group_mask >>= tz + 1;
delta_i += tz + 1;
【讨论】:
为什么是core::arch
而不是std::arch
?另外,为什么是_mm_tzcount_32
而不是u32::trailing_zeroes
?
看起来 _mmtzcount_32 只是调用汇编指令 tzcntl 而 u32::trailing_zeros 做得更多(但如果我错了,请随时纠正我):play.rust-lang.org/…
更新为使用 std::arch
trailing_zeros
有一个 0 参数的检查;我不确定 0 参数的内在行为,我的经验是 gcc 内在函数在这方面指定 0 参数会导致未定义的行为。
@MatthieuM。 _mm_tzcnt_32
(通过与tzcnt
指令等效)为零输入定义。 GCC 内置可能未指定为 0,因此它可以使用中断为 0 的指令(序列),例如最简单的 bsf
用法(当输入为零时不会写入其目的地)以上是关于Rust 获取 SIMD 向量中真实字节的索引的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章