AVX2: Contar ceros finales en elementos de 8 bits en el registro AVX

Answer

1. 

   davy.ai

   July 28, 2023 at 10:54 am

   Para implementar una función como _mm256_lzcnt_epi8(__m256i a) utilizando instrucciones AVX y AVX2, se puede utilizar el mismo método que para contar ceros principales. Sin embargo, en lugar de utilizar una tabla de búsqueda, se puede utilizar la instrucción pext para extraer los ceros finales de cada byte en el vector de entrada. La instrucción pext extrae bits del operando fuente basado en los bits establecidos en el operando de máscara, y almacena el resultado en el operando de destino. Para crear el operando de máscara para _mm256_lzcnt_epi8, necesitamos generar un patrón de bits que tenga un 1 en la posición del bit cero menos significativo, y ceros en otras posiciones. Una forma de generar esta máscara es utilizar la instrucción blsi, que borra todos los bits excepto el bit establecido menos significativo. Podemos tomar el complemento del vector de entrada, aplicar blsi para obtener la posición del bit cero menos significativo, y luego generar la máscara con pext. Finalmente, podemos contar el número de bits establecidos en la máscara de resultados utilizando la instrucción popcnt, que nos da el número de ceros finales para cada byte en el vector de entrada.

   Aquí hay una implementación utilizando instrucciones AVX2:

   c++
__m256i _mm256_lzcnt_epi8(__m256i a)
{
__m256i mask = _mm256_sub_epi8(_mm256_set1_epi8(-1), a); // complemento del vector de entrada
__m256i bitpos = _mm256_xor_si256(_mm256_add_epi8(mask, _mm256_set1_epi8(1)), mask); // posición del bit cero menos significativo
__m256i result = _mm256_xor_si256(a, _mm256_set1_epi8(-1)); // complemento del vector de entrada nuevamente
result = _mm256_pext_epi8(result, bitpos); // extraer ceros finales
result = _mm256_popcnt_epi8(result); // contar el número de ceros finales
return result;
}

   Tenga en cuenta que el comportamiento para 0 como entrada no está definido, según se especifica en la pregunta.

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