c++ - 如何清除 NEON 中除第一个非零车道外的所有车道？

Question

我在 uint32x4_t NEON 寄存器中有一个掩码。在此掩码中，至少设置了 4 个整数中的 1 个(例如 0xffffffff)，但是，我可能会遇到寄存器中设置了多个项目的情况。如何确保只设置一个？

C伪代码:

uint32x4_t clearmask(uint32x4_t m)
{
         if (m[0]) { m[1] = m[2] = m[3] = 0; }
    else if (m[1]) { m[2] = m[3] = 0; }
    else if (m[2]) { m[3] = 0; }
    return m;
}

基本上我想清除除了一条设定车道以外的所有车道。明显straightforward implementation in neon可能是:

uint32x4_t cleanmask(uint32x4_t m)
{
    uint32x4_t mx;
    mx = vdupq_lane_u32(vget_low_u32(vmvnq_u32(m)), 0);
    mx = vsetq_lane_u32(0xffffffff, mx, 0);
    m = vandq_u32(m, mx);

    mx = vdupq_lane_u32(vget_low_u32(vmvnq_u32(m)), 1);
    mx = vsetq_lane_u32(0xffffffff, mx, 1);
    m = vandq_u32(m, mx);

    mx = vdupq_lane_u32(vget_high_u32(vmvnq_u32(m)), 0);
    mx = vsetq_lane_u32(0xffffffff, mx, 2);
    m = vandq_u32(m, mx);

    return m;
}

如何在 arm neon 中更有效地完成这项工作？

Answer 1

Very simple :

vceq.u32    q1, q0, #0
vmov.i8     d7, #0xff
vext.8      q2, q3, q1, #12

vand        q0, q0, q2
vand        d1, d1, d2
vand        d1, d1, d4

总共 6 条指令，如果您可以将 q3 保持为常数，则为 5 条。

下面的aarch64版本一定更容易理解:

cmeq    v1.4s, v0.4s, #0
movi    v31.16b, #0xff

ext     v2.16b, v31.16b, v1.16b, #12
ext     v3.16b, v31.16b, v1.16b, #8
ext     v4.16b, v31.16b, v1.16b, #4

and     v0.16b, v0.16b, v2.16b
and     v0.16b, v0.16b, v3.16b
and     v0.16b, v0.16b, v4.16b

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这是如何运作的

ext/vext从两个 vector 的串联中获取一个窗口，因此我们正在创建掩码

v0 = [  d   c   b   a ]

v2 = [ !c  !b  !a  -1 ]
v3 = [ !b  !a  -1  -1 ]
v4 = [ !a  -1  -1  -1 ]

如果前面的任何元素不为零，则最高元素 (d) 归零。

如果其前面的任何元素(a 或 b)非零，则第二高的元素 (c) 被置零。等等。

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在保证元素为 0 或 -1 的情况下，mvn 也可以代替与零进行比较。