У меня есть символьные строки n
(8 бит), все из них одинаковой длины (скажем m
), а другая строка s
той же длины. Мне нужно вычислить расстояния Хэмминга от s
до каждой из остальных строк. В plain C, что-то вроде:
unsigned char strings[n][m];
unsigned char s[m];
int distances[n];
for(i=0; i<n; i++) {
int distances[i] = 0;
for(j=0; j<m; j++) {
if(strings[i][j] != s[j])
distances[i]++;
}
}
Я хотел бы использовать инструкции SIMD с gcc для более эффективного выполнения таких вычислений. Я прочитал, что PcmpIstrI
в SSE 4.2 может быть полезным, и мой целевой компьютер поддерживает этот набор команд, поэтому я бы предпочел решение с использованием SSE 4.2.
EDIT:
Я написал следующую функцию для вычисления расстояния Хэмминга между двумя строками:
static inline int popcnt128(__m128i n) {
const __m128i n_hi = _mm_unpackhi_epi64(n, n);
return _mm_popcnt_u64(_mm_cvtsi128_si64(n)) + _mm_popcnt_u64(_mm_cvtsi128_si64(n_hi));
}
int HammingDist(const unsigned char *p1, unsigned const char *p2, const int len) {
#define MODE (_SIDD_UBYTE_OPS | _SIDD_CMP_EQUAL_EACH | _SIDD_BIT_MASK | _SIDD_NEGATIVE_POLARITY)
__m128i smm1 = _mm_loadu_si128 ((__m128i*) p1);
__m128i smm2 = _mm_loadu_si128 ((__m128i*) p2);
__m128i ResultMask;
int iters = len / 16;
int diffs = 0;
int i;
for(i=0; i<iters; i++) {
ResultMask = _mm_cmpestrm (smm1,16,smm2,16,MODE);
diffs += popcnt128(ResultMask);
p1 = p1+16;
p2 = p2+16;
smm1 = _mm_loadu_si128 ((__m128i*)p1);
smm2 =_mm_loadu_si128 ((__m128i*)p2);
}
int mod = len % 16;
if(mod>0) {
ResultMask = _mm_cmpestrm (smm1,mod,smm2,mod,MODE);
diffs += popcnt128(ResultMask);
}
return diffs;
}
Поэтому я могу решить свою проблему с помощью:
for(i=0; i<n; i++) {
int distances[i] = HammingDist(s, strings[i], m);
}
Это лучшее, что я могу сделать, или могу ли я использовать тот факт, что одна из сравниваемых строк всегда одна и та же? Кроме того, должен ли я выполнять выравнивание по моим массивам для повышения производительности?
ДРУГОЙ ПОПЫТКА
Следуя рекомендациям Гарольда, я написал следующий код:
void _SSE_hammingDistances(const ByteP str, const ByteP strings, int *ds, const int n, const int m) {
int iters = m / 16;
__m128i *smm1, *smm2, diffs;
for(int j=0; j<n; j++) {
smm1 = (__m128i*) str;
smm2 = (__m128i*) &strings[j*(m+1)]; // m+1, as strings are '\0' terminated
diffs = _mm_setzero_si128();
for (int i = 0; i < iters; i++) {
diffs = _mm_add_epi8(diffs, _mm_cmpeq_epi8(*smm1, *smm2));
smm1 += 1;
smm2 += 1;
}
int s = m;
signed char *ptr = (signed char *) &diffs;
for(int p=0; p<16; p++) {
s += *ptr;
ptr++;
}
*ds = s;
ds++;
}
}
но я не могу сделать окончательное добавление байтов в __m128i
, используя psadbw
. Может ли кто-нибудь помочь мне в этом?