我有一个巨大的内存块(位向量),在一个内存页中大小为N位,考虑N平均为 5000,即 5k 位来存储一些标志信息。
在某个时间点(超级频繁 - 关键),我需要在整个大位向量中找到第一个位集。现在我每 64 个字都这样做,即在 ) 的帮助下__builtin_ctzll。但是当N增长并且搜索算法无法改进时,可以通过扩展内存访问宽度来扩展此搜索。这是几句话的主要问题
有一条被调用的汇编指令BSF 给出了最高设置位(GCC's __builtin_ctzll())的位置。因此,在x86-64 arch 中,我可以在 64 位字中廉价地找到最高位。
但是通过内存宽度进行缩放呢?
例如,有没有办法用 128 / 256 / 512 位寄存器有效地做到这一点?
基本上我对一些 C API 函数来实现这个感兴趣,但也想知道这个方法是基于什么的。
UPD:至于 CPU,我对这种优化感兴趣,以支持以下 CPU 阵容:
英特尔至强 E3-12XX、英特尔至强 E5-22XX/26XX/E56XX、英特尔酷睿 i3-5XX/4XXX/8XXX、英特尔酷睿 i5- 7XX、英特尔赛扬 G18XX/G49XX(英特尔凌动 N2600、英特尔赛扬 N2807、Cortex-A53/72 可选)
PS在最终位扫描之前提到的算法中,我需要将k(平均 20-40)个N位向量与 CPU AND相加(AND 结果只是位扫描的准备阶段)。这也适用于内存宽度缩放(即比每 64 位字 AND 更有效)
另请阅读:查找第一组
假设我们想快速找到数组中第一个非零元素的索引,效果如下
fn leading_zeros(arr: &[u32]) -> Option<usize> {
arr.iter().position(|&x| x != 0)
}
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但是,这会被编译为逐一检查,rustc如下所示。u128通过使用如下类型检查单词 4 by 4,可以稍微加快速度。这使我的机器的速度提高了大约 3 倍。
fn leading_zeros_wide(arr: &[u32]) -> Option<usize> {
let (beg, mid, _) = unsafe { arr.align_to::<u128>() };
beg.iter().position(|&x| x != 0).or_else(|| {
let left = beg.len() + 4 * mid.iter().position(|&x| x != 0).unwrap_or(mid.len());
arr[left..].iter().position(|&x| x != 0).map(|p| p + left)
})
}
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有没有办法让它更快?
这是我用来确定 3 倍加速的基准:
#![feature(test)]
extern crate test;
fn v() -> Box<[u32]> {
std::iter::repeat(0).take(1000).collect()
}
// …Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)