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在uint8x8\t neon寄存器中查找最小值和最小元素的位置

neon arm

Pavel P · 技术社区 · 6 年前

考虑以下代码:

uint8_t v[8] = { ... };
int ret = 256;
int ret_pos = -1;
for (int i=0; i<8; ++i)
{
    if (v[i] < ret)
    {
        ret = v[i];
        ret_pos = i;
    }
}

它查找min和min元素的位置( ret 和 ret_pos ).我可以用手臂上的霓虹灯 pairwise min 在v中找到最小元素,但如何找到最小元素的位置?

更新:看看我自己的答案,你有什么建议来改进它?

3 回复 | 直到 6 年前

gorilon 6 年前

成对最小值允许您在2个向量之间进行比较,以找到每个对应单词之间的最小值。例如,如果将8个数据点(可能需要更多的矢量化代码)拆分为2个矢量,则可以使用pairwise min来查找4对之间比较的最小值。

然后,您可以继续将数据拆分为更小的向量对,或者在这个由4个条目组成的新向量上连续迭代以找到最小值。注意找到向量的位置,检查原始向量中的相同位置将得到最小值的位置。或者,也可以使用向量比较来查找此值。

Pavel P 6 年前

在花了一些时间摆弄比特和数学之后,我是这样做的:

#define VMIN8(x, index, value)                               \
do {                                                         \
    uint8x8_t m = vpmin_u8(x, x);                            \
    m = vpmin_u8(m, m);                                      \
    m = vpmin_u8(m, m);                                      \
    uint8x8_t r = vceq_u8(x, m);                             \
                                                             \
    uint8x8_t z = vand_u8(vmask, r);                         \
                                                             \
    z = vpadd_u8(z, z);                                      \
    z = vpadd_u8(z, z);                                      \
    z = vpadd_u8(z, z);                                      \
                                                             \
    unsigned u32 = vget_lane_u32(vreinterpret_u32_u8(z), 0); \
    index = __lzcnt(u32);                                    \
    value = vget_lane_u8(m, 0);                              \
} while (0)


uint8_t v[8] = { ... };

static const uint8_t mask[] = { 0x80, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01 };
uint8x8_t vmask = vld1_u8(mask);

uint8x8_t v8 = vld1_u8(v);
int ret;
int ret_pos;
VMIN8(v8, ret_pos, ret);

其中\uu lzcnt是 clz (\uu gcc中的内置clz)。

下面是它的工作原理。首先,使用成对最小值将uint8x8\u t的所有u8字段设置为最小值:

    uint8x8_t m = vpmin_u8(x, x);
    m = vpmin_u8(m, m);
    m = vpmin_u8(m, m);

然后使用“向量比较”将“最小元素”设置为“所有1”,将所有其他元素设置为“0”:

    uint8x8_t r = vceq_u8(x, m);

然后使用包含值的掩码执行逻辑“与”: uint8_t mask[] {1<<7, 1<<6, 1<<5, ... 1<<1, 1<<0 }; :

uint8x8_t z = vand_u8(vmask, r);

然后使用成对加法将

z = vpadd_u8(z, z);
z = vpadd_u8(z, z);
z = vpadd_u8(z, z);

然后使用clz计算第一个最小元素的位置。

unsigned u32 = vget_lane_u32(vreinterpret_u32_u8(z), 0);
index = __lzcnt(u32);

然后,在实际代码中,我在每个循环迭代和编译器中多次使用VMIN8 is able to perfectly interleave multiple VMIN8 calls 以避免数据暂停。

tigertang 3 年前

vminvq_u8

矢量上的无符号最小值。此指令比较源SIMD中的所有矢量元素(&A);FP寄存器,并将最小值作为标量写入目标SIMD&FP寄存器。此指令中的所有值都是无符号整数值。