Question

我找到了以下代码，用于在最小数量的指令中计算Arm组件中4字节整数的位：

  ;R0 - value
  ;R1 = number of ones
  ;Uses R0-R1
  ;81 cycles worst case, 4 cycles best case, exit when r1=0

mov    r1,r0,lsr #31
loop   movs     r0,r0,lsl #2    
       adc  r1,r1,r0,lsr #31    
       bne  loop
       mov  pc,r14

您能解释一下这里的算法是什么吗？虽然我知道所有指令都做了什么，但我无法理解。

Answer 1

       mov    r1,r0,lsr #31        @ start with r1 = the high bit of r0 (right shift by 31 bits)
loop   movs     r0,r0,lsl #2       @ left shift r0 by 2, and set flags on the result
       adc  r1,r1,r0,lsr #31
       bne  loop                   @ loop if r0 is non-zero (testing flags set by movs)

add-with-carry是一个巧妙的技巧：r0 >> 31是高位，进位标志是由movs r0,r0,lsl #2移出的位（我假设ARM以这种方式工作x86，否则算法没有意义。）

因此每次迭代会向popcnt总计增加2位：高位，最后一位向外移位。

这是不是 popcnt的最快方式。

上一个问题：Fastest way to count number of 1s in a register, ARM assembly解决了这个问题，一个答案使用vcnt.8 d0, d0，然后是四个8位计数的水平和。其中没有一个答案提到这个两位一次循环。

即使没有LUT（例如8位LUT来查找每个字节的计数）或专用的popcnt指令，也存在bithacks，like this one from Sean Anderson's collection：

v = v - ((v >> 1) & 0x55555555);                    // reuse input as temporary
v = (v & 0x33333333) + ((v >> 2) & 0x33333333);     // temp
c = ((v + (v >> 4) & 0xF0F0F0F) * 0x1010101) >> 24; // count

恒定时间没有分支，但确实需要几个32位常量（每个需要两条指令才能进入ARM上的regs）

计算臂组件中的位数

1 个答案: