ARM CPU的 intrinsics指令集 - svcmpgt_u32

在 ARM SVE（Scalable Vector Extension） intrinsics 指令集中，svcmpgt_u32 是无符号 32 位整数向量的 “大于” 比较指令，用于逐元素比较两个向量，判断 “第一个向量的元素是否大于第二个向量的对应元素”，并生成一个掩码（predicate）标记比较结果。该指令是实现向量级条件筛选、过滤的核心工具，广泛用于需要批量比较的场景（如数值筛选、阈值判断等）。

基本语法

svbool_t svcmpgt_u32(
    svbool_t pg,               // 掩码：控制哪些元素参与比较
    svuint32_t op1,            // 第一个操作数向量（无符号32位整数）
    svuint32_t op2             // 第二个操作数向量（无符号32位整数）
);

参数说明

1. pg（predicate mask）
   类型为 svbool_t 的掩码向量，用于指定哪些元素需要参与比较。只有掩码位为1的位置会执行比较操作，其他位置的结果位固定为0（不参与比较）。
2. op1 和 op2
   均为 svuint32_t 类型的 SVE 向量，存储待比较的无符号 32 位整数。两个向量的长度由当前硬件的 SVE 向量宽度决定（例如，256 位向量可容纳 8 个 32 位元素，512 位向量可容纳 16 个 32 位元素）。

返回值

返回一个 svbool_t 类型的掩码向量，其中每个 bit 对应 op1 和 op2 的对应元素：

 

• 若 op1[i] > op2[i] 且 pg[i] = 1（参与比较），则掩码的第i位为1（表示条件成立）；
• 否则为0（包括 “不大于” 或 “未参与比较” 的情况）。

核心功能

svcmpgt_u32 的核心是对两个向量的有效元素执行 “大于” 比较，并将结果编码为掩码。该掩码可直接用于后续的条件操作（如条件加载、条件存储、条件运算等），实现向量级的分支逻辑，避免标量代码中分支跳转带来的性能损耗。

 

• 示例：
  假设向量长度为 4（32 位元素），
  • op1 = [5, 3, 8, 2]，op2 = [3, 4, 6, 5]，
  • 掩码 pg = [1, 1, 1, 0]（仅前 3 个元素参与比较），
    则比较结果为：
  • 5 > 3 → 1，3 > 4 → 0，8 > 6 → 1，第 4 位因 pg=0 为0，
    返回的掩码为 [1, 0, 1, 0]。

使用场景与示例

svcmpgt_u32 常用于需要批量筛选 “大于某值” 的无符号 32 位整数场景，例如从数组中提取大于阈值的元素、统计满足条件的元素数量等。以下是一个实际示例：

场景：从无符号 32 位整数数组中筛选出所有大于阈值的元素，并计算它们的和。

#include <arm_sve.h>
#include <stdint.h>

// 筛选数组中所有 > threshold 的元素，并返回它们的和
uint64_t sum_greater_than(const uint32_t* arr, size_t len, uint32_t threshold) {
    uint64_t total = 0;
    size_t i = 0;
    svcount_t vl = svcntw(); // 获取32位元素的向量长度（如8）
    svbool_t pg = svwhilelt_b32(i, len); // 初始掩码：标记有效元素（i < len）
    
    // 广播阈值到向量（所有元素均为threshold，用于比较）
    svuint32_t threshold_vec = svdup_u32(threshold);
    
    while (svptest_any(svptrue_b32(), pg)) { // 掩码有有效元素时继续循环
        // 加载当前批次的数组元素
        svuint32_t src_vec = svld1_u32(pg, arr + i);
        
        // 比较：src_vec[i] > threshold_vec[i]，生成结果掩码
        svbool_t greater_mask = svcmpgt_u32(pg, src_vec, threshold_vec);
        
        // 仅对满足条件的元素求和（利用greater_mask筛选）
        total += svaddv_u32(greater_mask, src_vec);
        
        // 更新循环变量和掩码
        i += vl;
        pg = svwhilelt_b32(i, len);
    }
    return total;
}

// 调用示例：
// uint32_t arr[] = {10, 25, 5, 30, 15, 35};
// uint64_t sum = sum_greater_than(arr, 6, 20); // 结果：25 + 30 + 35 = 90

关键注意事项

1. 无符号比较：svcmpgt_u32 仅用于无符号 32 位整数（uint32_t）的比较，若需比较有符号整数，应使用 svcmpgt_s32。
2. 掩码的作用：pg 掩码决定了参与比较的元素范围，适用于处理长度非向量倍数的数组（如最后一批元素不足一个向量长度时，掩码仅标记有效元素）。
3. 与后续指令配合：返回的 svbool_t 掩码可直接传递给其他 SVE 指令（如 svaddv_u32、svst1_u32 等），实现 “条件操作”，无需分支语句。
4. 性能优势：相比标量循环逐个比较，svcmpgt_u32 利用 SVE 的向量并行性，一次可比较多个元素（如 8 个 32 位整数），大幅提升批量处理效率。

总结

svcmpgt_u32 是 SVE 中用于无符号 32 位向量 “大于” 比较的核心指令，通过生成掩码标记比较结果，为后续的条件筛选、计算提供基础。它在需要批量处理数值比较的场景中（如数据过滤、统计分析）表现高效，是充分发挥 SVE 向量并行能力的重要工具。