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我使用 gmplib 获取大数并计算数值(数字总和:123
-> 6
, 74
-> 11
-> 2
)
这是我所做的:
unsigned short getnumericvalue(const char *in_str)
{
unsigned long number = 0;
const char *ptr = in_str;
do {
if (*ptr != '9') number += (*ptr - '0'); // Exclude '9'
ptr++;
} while (*ptr != 0);
unsigned short reduced = number % 9;
return reduced == 0 ? 9 : reduced;
}
它运行良好,但有没有更快的方法可以在 Xeon w-3235 上实现这一点?
最佳答案
您可以使用如下代码。算法的总体思路是:
请注意,下面的代码尚未经过测试。
// getnumericvalue(ptr)
.section .text
.type getnumericvalue, @function
.globl getnumericvalue
getnumericvalue:
xor %eax, %eax // digit counter
// process string until we reach cache-line alignment
test $64-1, %dil // is ptr aligned to 64 byte?
jz 0f
1: movzbl (%rdi), %edx // load a byte from the string
inc %rdi // advance pointer
test %edx, %edx // is this the NUL byte?
jz .Lend // if yes, finish this function
sub $'0', %edx // turn ASCII character into digit
add %edx, %eax // and add to counter
test $64-1, %dil // is ptr aligned to 64 byte?
jnz 1b // if not, process more data
// process data in cache line increments until the end
// of the string is found somewhere
0: vpbroadcastd zero(%rip), %zmm1 // mask of '0' characters
vpxor %xmm3, %xmm3, %xmm3 // vectorised digit counter
vmovdqa32 (%rdi), %zmm0 // load one cache line from the string
vptestmb %zmm0, %zmm0, %k0 // clear k0 bits if any byte is NUL
kortestq %k0, %k0 // clear CF if a NUL byte is found
jnc 0f // skip loop if a NUL byte is found
.balign 16
1: add $64, %rdi // advance pointer
vpsadbw %zmm1, %zmm0, %zmm0 // sum groups of 8 bytes into 8 words
// also subtracts '0' from each byte
vpaddq %zmm3, %zmm0, %zmm3 // add to counters
vmovdqa32 (%rdi), %zmm0 // load one cache line from the string
vptestmb %zmm0, %zmm0, %k0 // clear k0 bits if any byte is NUL
kortestq %k0, %k0 // clear CF if a NUL byte is found
jc 1b // go on unless a NUL byte was found
// reduce 8 vectorised counters into rdx
0: vextracti64x4 $1, %zmm3, %ymm2 // extract high 4 words
vpaddq %ymm2, %ymm3, %ymm3 // and add them to the low words
vextracti128 $1, %ymm3, %xmm2 // extract high 2 words
vpaddq %xmm2, %xmm3, %xmm3 // and add them to the low words
vpshufd $0x4e, %xmm3, %xmm2 // swap qwords into xmm2
vpaddq %xmm2, %xmm3, %xmm3 // and add to xmm0
vmovq %xmm3, %rdx // move digit counter back to rdx
add %rdx, %rax // and add to counts from scalar head
// process tail
1: movzbl (%rdi), %edx // load a byte from the string
inc %rdi // advance pointer
test %edx, %edx // is this the NUL byte?
jz .Lend // if yes, finish this function
sub $'0', %edx // turn ASCII character into digit
add %rdx, %rax // and add to counter
jnz 1b // if not, process more data
.Lend: xor %edx, %edx // zero-extend RAX into RDX:RAX
mov $9, %ecx // divide by 9
div %rcx // perform division
mov %edx, %eax // move remainder to result register
test %eax, %eax // is the remainder zero?
cmovz %ecx, %eax // if yes, set remainder to 9
vzeroupper // restore SSE performance
ret // and return
.size getnumericvalue, .-getnumericvalue
// constants
.section .rodata
.balign 4
zero: .byte '0', '0', '0', '0'
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