Оптимизация «i = b? (I | mask): (i & ~ mask)«

Question

Я хочу иметь возможность устанавливать или очищать (несколько) бит uintX_t t.

i является переменной времени выполнения (uintX_t). b - это переменная времени выполнения (uintX_t), которая ограничена 0 или 1.

mask - постоянная времени компиляции.

Есть ли лучший способ, чем:

i = b ? (i | mask) : (i & ~mask) 

Я ищу, чтобы избежать ветвления, если это возможно. Цель - ARM, если это имеет значение.

Answer 1

Другой вариант: всегда установлен бит 0 (левая часть) и, необязательно, установите бит в 1 (правая часть).

i = (i & ~mask) | (mask * b); 

Answer 2

Идея заключается в том, чтобы заменить ветвь с помощью умножения, где мы можем обнулить каждую сторону в зависимости от величины б:

i = (i | (mask * b)) & (~mask | (mask * b)); 

Answer 3

Эксплуатируя тот факт, что -1u является значением со всеми битами, установленными:

i = (i & ~mask) | (mask & -b); 

или

i ^= (i^-b) & mask; 

Второй подход уменьшает количество операций и размер кода. Первый подход все же может быть быстрее в суперскалярной архитектуре, поскольку некоторые операции могут выполняться параллельно.

Answer 4

Самый читаемый способ - сделать это несколькими шагами - это не повлияет на производительность, а улучшит читаемость.

Как всегда бывает с битовыми операторами, вы должны быть осторожны с неявными рекламными акциями типа. Например, неосторожное использование ~ имеет тенденцию создавать неявные рекламные ошибки. (Оператор ?: также молча способствует результат уравновешивая 2-го и 3-го операнда друг с другом.)

читаемым, портативный, безопасный код:

uintx_t i = ... ; 
uintx_t b = ... ; // 1 or 0 

i &= (uintx_t)~mask; // always clear the bit 
i |= mask * b;   // if b is 1, set the bit, otherwise OR with 0