C 位范围上的减法

我有一组22个5位值（0-31），它们作为110位压缩到两个64位无符号整数中（即最后18位始终为零）。我想设计一个函数，对于每段5位，执行一个绝对值差

我知道在单个数字上使用位运算符的减法方法，但这里我不想担心5位段之间的溢出。我正在寻找一种使用位运算符和/或x86汇编操作的解决方案，最好不使用任何循环

编辑：为了澄清，我将有一对110位的数据，我想对它们执行这个差分操作。欢迎提出任何建议

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解决方案：感谢@EOF建议VPSADBW指令。我将使用8位数字来代替更快（更可读）的代码。

您可以使用带有掩码的

pdep

，如

0B00011111100011111…

将5位整数分散到8位字段中，并使用上面评论中讨论的字节SIMD内容

或者，您可以将它们展开为6位字段，并将额外的位设置为

1

，然后用64位字进行减法运算，但是您需要找到某种方法以SWAR方式执行“abs”部分。不过我怀疑SIMD会更快

---

请记住，

pdep

在AMD CPU上的性能非常糟糕：吞吐量差18倍

您可以将

pdep

与类似

0B00011111100011111…

的掩码一起使用，将5位整数分散到8位字段中，并使用上面评论中讨论的按字节排列的SIMD内容

或者，您可以将它们展开为6位字段，并将额外的位设置为

1

，然后用64位字进行减法运算，但是您需要找到某种方法以SWAR方式执行“abs”部分。不过我怀疑SIMD会更快

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请记住，

pdep

在AMD CPU上的性能非常糟糕：吞吐量差18倍

我认为您最好的选择可能是在最近的x86 CPU上使用

pdep

（并行位存放）指令。您可以使用它将5位值快速扩展为8位值。一旦它们是8位值，就可以执行许多SSE指令

以下内容在

rdx:rax

中获取一个128位的值，并输出

xmm1:xmm0

，将这些值拆分为字节

以下是一些我认为可能适合您的未经测试的代码：

mov r8, abs 0x1F1F1F1F1F1F1F1F

pdep rcx, rax, r8
movq xmm0, rcx

shrd rax, rdx, 16
shr rax, 40 - 16
pdep rax, rax, r8
pinsrq xmm0, rax, 1

shr rdx, 16
pdep rdx, rdx, r8
movq xmm1, rdx

---

逆变换是类似的，用

pext

代替

pdep

我认为最好的选择可能是在最近的x86 CPU上使用

pdep

（并行位存放）指令。您可以使用它将5位值快速扩展为8位值。一旦它们是8位值，就可以执行许多SSE指令

以下内容在

rdx:rax

中获取一个128位的值，并输出

xmm1:xmm0

，将这些值拆分为字节

以下是一些我认为可能适合您的未经测试的代码：

mov r8, abs 0x1F1F1F1F1F1F1F1F

pdep rcx, rax, r8
movq xmm0, rcx

shrd rax, rdx, 16
shr rax, 40 - 16
pdep rax, rax, r8
pinsrq xmm0, rax, 1

shr rdx, 16
pdep rdx, rdx, r8
movq xmm1, rdx

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逆变换是类似的，用

pext

代替

pdep

你能澄清一下吗？单个值的绝对值差是多少？（我只知道两个值之间有差异。）而且它看起来像是一个“我的代码”请求。我怀疑最糟糕的部分将是横跨两个

uint64_t

s的5位数字。如果我想到了一个非常好的方案，但我正好缺了1位。我在考虑给每个人6位，用1位进位。这样，在进行减法运算之前，我们可以设置所有进位和减法运算。但这需要66位。我们只有64+1（实际进位）=65位。@WillCunningham:嗯，x86上有

[V]PSADBW

，它给出了

uint8\u t

s的两个向量之间的绝对差之和。我认为x86本身没有针对绝对差异的指令，但ARM NEON有：

VABD

。在x86上，您可能需要两条指令，

[V]PSUBB

和

[V]PABSB

。您能澄清一下吗？单个值的绝对值差是多少？（我只知道两个值之间有差异。）而且它看起来像是一个“我的代码”请求。我怀疑最糟糕的部分将是横跨两个

uint64_t

s的5位数字。如果我想到了一个非常好的方案，但我正好缺了1位。我在考虑给每个人6位，用1位进位。这样，在进行减法运算之前，我们可以设置所有进位和减法运算。但这需要66位。我们只有64+1（实际进位）=65位。@WillCunningham:嗯，x86上有

[V]PSADBW

，它给出了

uint8\u t

s的两个向量之间的绝对差之和。我认为x86本身没有针对绝对差异的指令，但ARM NEON有：

VABD

。在x86上，您可能需要两条指令，

[V]PSUBB

和

[V]PABSB

。谢谢！这将是有用的。谢谢！这将是有用的。