c - 将 4 字节 int 交织到 8 字节 int

Question

我目前正在努力创建一个函数，它接受两个 4 字节无符号整数，并返回一个 8 字节无符号长整数。我试图将我的工作基于 this research 描述的方法，但我的所有尝试都没有成功。我正在处理的具体输入是:0x12345678 和 0xdeadbeef，我要查找的结果是 0x12de34ad56be78ef。这是我到目前为止的工作:

unsigned long interleave(uint32_t x, uint32_t y){
    uint64_t result = 0;
    int shift = 33;

    for(int i = 64; i > 0; i-=16){
        shift -= 8;
        //printf("%d\n", i);
        //printf("%d\n", shift);
        result |= (x & i) << shift;
        result |= (y & i) << (shift-1);
    }
}

但是，此函数不断返回不正确的 0xfffffffe。我正在使用以下方法打印和验证这些值:

printf("0x%x\n", z);

然后输入像这样初始化:

uint32_t x = 0x12345678;
uint32_t y = 0xdeadbeef;

如能就此主题提供任何帮助，我们将不胜感激，C 语言对我来说一直是一门非常难的语言，位运算更是如此。

Answer 1

这可以根据interleaving bits来完成，但跳过了一些步骤，因此它只交错字节。同样的想法:首先分几步展开字节，然后组合它们。

这是计划，用我惊人的手绘技巧来说明:

在 C 中(未测试):

// step 1, moving the top two bytes
uint64_t a = (((uint64_t)x & 0xFFFF0000) << 16) | (x & 0xFFFF);
// step 2, moving bytes 2 and 6
a = ((a & 0x00FF000000FF0000) << 8) | (a & 0x000000FF000000FF);
// same thing with y
uint64_t b = (((uint64_t)y & 0xFFFF0000) << 16) | (y & 0xFFFF);
b = ((b & 0x00FF000000FF0000) << 8) | (b & 0x000000FF000000FF);
// merge them
uint64_t result = (a << 8) | b;

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已建议使用 SSSE3 PSHUFB，它可以工作，但有一条指令可以一次性执行逐字节交错，punpcklbw .所以我们真正需要做的就是将值传入和传出 vector 寄存器，然后这条指令就会处理它。

未测试:

uint64_t interleave(uint32_t x, uint32_t y) {
  __m128i xvec = _mm_cvtsi32_si128(x);
  __m128i yvec = _mm_cvtsi32_si128(y);
  __m128i interleaved = _mm_unpacklo_epi8(yvec, xvec);
  return _mm_cvtsi128_si64(interleaved);
}