Randomizing the choice of ports (uint8_t bitmask) efficiently

Assuming I have 4 ports that may be on and off, and are represented by the LSBs of a uint8_t mask, meaning 0b00001001 means ports 0, 3 are on.

Given a number between 0-3 (which represents the randomization, comes from mod4, or more specifically bitwise &), I’d like to choose a random port out of this mask based on the number received in a uniformly distributed manner, and with no if-statements/switch cases for the sake of efficiency – only bit twiddling/operations such that:

If __builtin_popcount(mask) = 1: The index of the only 1 will always be returned (__builtin_ctz(mask)).

If __builtin_popcount(mask) = 2: The numbers 0,1 would yield in the first port’s return, and 2,3 would result in the second one. So in the above example given 0 and 1, I’d want port 0 to be returned, and for 2 and 3 I’d want port 3.

If __builtin_popcount(mask) = 3: This is the main issue because we do not want to map two numbers to the same port always, because that would not be uniformly distributed anymore, assuming the number is random. I was thinking that 3 of the numbers could be mapped to 3 ports, and the 4th number would alternate based on some global/accessible variable in the function between all other 3 ports every call.

If __builtin_popcount(mask) = 4: The only way this happens is if the mask is 0b00001111 so then each number would simply map to its own port.

Implementing the above is not an issue with if-statements/switch cases, but that defeats the purpose as I must have this done in the most efficient way possible. Even modulo is not allowed as it’s too costly. So somehow I’d love help/direction to see how all this can be done using bitwise operations and that all those 4 things happen in it.

Thank you!

Everything I tried resulted in me having to use an if-statement at least somewhere and I couldn’t think of a way to generalize all the requirements into bit operations, which could very well be due to the lack of experience I have with bitwise twiddling.

I thought of tricks of having 1UL << (number – 1) and &’ing that and then finding the trailing zeros with __builtin_ctz but again it becomes an issue when I want all 4 to work. Perhaps a few commands like that could work.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật