c++ - 将 32 0/1 值打包到单个 32 位变量的位中的最快方法是什么？

Question

我正在 x86 或 x86_64 机器上工作。我有一个数组 unsigned int a[32]，其所有元素的值为 0 或 1。我想设置单个变量 unsigned int b 以便 (b >> i) & 1 == a[i] 将适用于 a 的所有 32 个元素。我在 Linux 上使用 GCC(我想应该无关紧要)。

在 C 中执行此操作的最快方法是什么？

Answer 1

最近的 x86 处理器上最快的方法可能是使用 MOVMSKB 系列指令，它提取 SIMD 字的 MSB 并将它们打包到一个普通的整数寄存器中。

我担心 SIMD 内在函数不是我真正喜欢的东西，但如果你有配备 AVX2 的处理器，那么按照这些思路应该可以工作:

uint32_t bitpack(const bool array[32]) {
    __mm256i tmp = _mm256_loadu_si256((const __mm256i *) array);
    tmp = _mm256_cmpgt_epi8(tmp, _mm256_setzero_si256());
    return _mm256_movemask_epi8(tmp);
}

假设 sizeof(bool) = 1。对于较旧的 SSE2 系统，您将不得不将一对 128 位操作串在一起。在 32 字节边界上对齐数组，应该可以节省另一个周期左右。