forked from TrueCloudLab/tzhash
Merge pull request #19 from nspcc-dev/feat/avx_inline
Speed up AVX implementation
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commit
3d96a71c03
6 changed files with 170 additions and 57 deletions
10
README.md
10
README.md
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@ -28,12 +28,14 @@ The example of how it works can be seen in tests.
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# Benchmarks
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## AVX vs AVX2 version
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## go vs AVX vs AVX2 version
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```
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BenchmarkAVX-8 500 3492019 ns/op 28.64 MB/s 64 B/op 4 allocs/op
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||||
BenchmarkAVX2-8 500 2752693 ns/op 36.33 MB/s 64 B/op 2 allocs/op
|
||||
BenchmarkAVX2Inline-8 1000 1877260 ns/op 53.27 MB/s 64 B/op 2 allocs/op
|
||||
BenchmarkSum/AVX_digest-8 308 3889484 ns/op 25.71 MB/s 5 allocs/op
|
||||
BenchmarkSum/AVXInline_digest-8 457 2455437 ns/op 40.73 MB/s 5 allocs/op
|
||||
BenchmarkSum/AVX2_digest-8 399 3031102 ns/op 32.99 MB/s 3 allocs/op
|
||||
BenchmarkSum/AVX2Inline_digest-8 602 2077719 ns/op 48.13 MB/s 3 allocs/op
|
||||
BenchmarkSum/PureGo_digest-8 68 17795480 ns/op 5.62 MB/s 5 allocs/op
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```
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# Contributing
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@ -44,3 +44,29 @@ TEXT ·mulByteRightx2(SB),NOSPLIT,$0
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VMOVDQA Y0, (AX)
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||||
RET
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||||
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||||
// func mulBitRightx2(c00c10, c01c11 *[4]uint64, e *[2]uint64)
|
||||
TEXT ·mulBitRightx2(SB),NOSPLIT,$0
|
||||
MOVQ c00c10+0(FP), AX
|
||||
VMOVDQA (AX), Y0
|
||||
MOVQ c01c11+8(FP), BX
|
||||
VMOVDQA (BX), Y8
|
||||
|
||||
VPSLLQ $1, Y0, Y1
|
||||
VPALIGNR $8, Y1, Y0, Y2
|
||||
VPSRLQ $63, Y2, Y2
|
||||
VPXOR Y1, Y2, Y2
|
||||
VPSRLQ $63, Y1, Y3
|
||||
VPSLLQ $63, Y3, Y3
|
||||
VPUNPCKHQDQ Y3, Y3, Y3
|
||||
VPXOR Y2, Y3, Y3
|
||||
|
||||
MOVQ e+16(FP), CX
|
||||
VBROADCASTI128 (CX), Y2
|
||||
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||||
VPXOR Y3, Y8, Y3
|
||||
VPAND Y3, Y2, Y4
|
||||
VPXOR Y4, Y0, Y8
|
||||
VMOVDQA Y8, (BX)
|
||||
VMOVDQA Y3, (AX)
|
||||
RET
|
109
tz/avx_amd64.s
109
tz/avx_amd64.s
|
@ -12,6 +12,30 @@
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|||
XORPD R2, TO \
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XORPD R3, TO
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#define mask(bit, src, tmp, to1, to2) \
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MOVQ src, tmp \
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SHRQ bit, tmp \
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ANDQ $1, tmp \
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||||
NEGQ tmp \
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||||
MOVQ tmp, to1 \
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||||
VSHUFPS $0, to1, to1, to2
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||||
// VPBROADCASTB to1, to2
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||||
// Can't use VPBROADCASTB because it is AVX2 instruction
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||||
//https://software.intel.com/en-us/forums/intel-isa-extensions/topic/301461
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||||
#define mulBit(bit) \
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MOVUPD X0, X8 \
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MOVUPD X2, X9 \
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mul2(X0, X5, X6, X7) \
|
||||
VXORPD X1, X5, X0 \
|
||||
mul2(X2, X5, X6, X7) \
|
||||
VXORPD X3, X5, X2 \
|
||||
mask(bit, CX, DX, X6, X5) \
|
||||
VANDPD X0, X5, X1 \
|
||||
XORPD X8, X1 \
|
||||
VANDPD X2, X5, X3 \
|
||||
XORPD X9, X3
|
||||
|
||||
// func mulBitRight(c00, c01, c10, c11, e *[2]uint64)
|
||||
TEXT ·mulBitRight(SB),NOSPLIT,$0
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||||
MOVQ c00+0(FP), AX
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||||
|
@ -25,63 +49,50 @@ TEXT ·mulBitRight(SB),NOSPLIT,$0
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|||
MOVQ c11+24(FP), DX
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||||
MOVUPD (DX), X3
|
||||
|
||||
// c00 *= 2
|
||||
mul2(X0, X5, X6, X7)
|
||||
MOVUPD X5, X0
|
||||
mul2(X0, X5, X6, X7) // c00 *= 2
|
||||
VXORPD X5, X1, X0 // c00 += c01
|
||||
mul2(X2, X5, X6, X7) // c10 *= 2
|
||||
VXORPD X3, X5, X2 // c10 += c11
|
||||
MOVQ e+32(FP), CX
|
||||
MOVUPD (CX), X5
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||||
VANDPD X0, X5, X1 // c01 = c00 + e
|
||||
XORPD X8, X1 // c01 += X8 (old c00)
|
||||
VANDPD X2, X5, X3 // c11 = c10 + e
|
||||
XORPD X9, X3 // c11 += x9 (old c10)
|
||||
|
||||
// c00 += c01
|
||||
XORPD X1, X0
|
||||
MOVUPD X0, (AX)
|
||||
|
||||
// c10 *= 2
|
||||
mul2(X2, X5, X6, X7)
|
||||
MOVUPD X5, X2
|
||||
|
||||
// c10 += c11
|
||||
XORPD X3, X2
|
||||
MOVQ c10+16(FP), CX
|
||||
MOVUPD X2, (CX)
|
||||
|
||||
MOVQ e+32(FP), AX
|
||||
MOVUPD (AX), X5
|
||||
|
||||
// c01 = c00 + e
|
||||
VANDPD X0, X5, X1
|
||||
|
||||
// c01 += X8 (old c00)
|
||||
XORPD X8, X1
|
||||
MOVUPD X1, (BX)
|
||||
|
||||
// c11 = c10 + e
|
||||
VANDPD X2, X5, X3
|
||||
|
||||
// c11 += X9 (old c10)
|
||||
XORPD X9, X3
|
||||
MOVUPD X3, (DX)
|
||||
|
||||
RET
|
||||
|
||||
TEXT ·mulByteRight(SB),NOSPLIT,$0
|
||||
MOVQ c00+0(FP), AX
|
||||
MOVUPD (AX), X0
|
||||
MOVQ c01+8(FP), BX
|
||||
MOVUPD (BX), X1
|
||||
MOVQ c10+16(FP), CX
|
||||
MOVUPD (CX), X2
|
||||
MOVQ c11+24(FP), DX
|
||||
MOVUPD (DX), X3
|
||||
MOVB b+32(FP), CX
|
||||
|
||||
// func mulBitRightx2(c00c10, c01c11 *[4]uint64, e *[2]uint64)
|
||||
TEXT ·mulBitRightx2(SB),NOSPLIT,$0
|
||||
MOVQ c00c10+0(FP), AX
|
||||
VMOVDQA (AX), Y0
|
||||
MOVQ c01c11+8(FP), BX
|
||||
VMOVDQA (BX), Y8
|
||||
mulBit($7)
|
||||
mulBit($6)
|
||||
mulBit($5)
|
||||
mulBit($4)
|
||||
mulBit($3)
|
||||
mulBit($2)
|
||||
mulBit($1)
|
||||
mulBit($0)
|
||||
|
||||
VPSLLQ $1, Y0, Y1
|
||||
VPALIGNR $8, Y1, Y0, Y2
|
||||
VPSRLQ $63, Y2, Y2
|
||||
VPXOR Y1, Y2, Y2
|
||||
VPSRLQ $63, Y1, Y3
|
||||
VPSLLQ $63, Y3, Y3
|
||||
VPUNPCKHQDQ Y3, Y3, Y3
|
||||
VPXOR Y2, Y3, Y3
|
||||
MOVUPD X0, (AX)
|
||||
MOVQ c10+16(FP), CX
|
||||
MOVUPD X2, (CX)
|
||||
MOVUPD X1, (BX)
|
||||
MOVQ c11+24(FP), DX
|
||||
MOVUPD X3, (DX)
|
||||
|
||||
MOVQ e+16(FP), CX
|
||||
VBROADCASTI128 (CX), Y2
|
||||
|
||||
VPXOR Y3, Y8, Y3
|
||||
VPAND Y3, Y2, Y4
|
||||
VPXOR Y4, Y0, Y8
|
||||
VMOVDQA Y8, (BX)
|
||||
VMOVDQA Y3, (AX)
|
||||
RET
|
||||
|
|
65
tz/avx_inline.go
Normal file
65
tz/avx_inline.go
Normal file
|
@ -0,0 +1,65 @@
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|||
// Copyright 2018 (c) NSPCC
|
||||
//
|
||||
// This file contains AVX implementation.
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||||
package tz
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||||
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||||
import (
|
||||
"hash"
|
||||
)
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||||
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||||
type digest4 struct {
|
||||
x [4]GF127
|
||||
}
|
||||
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||||
// type assertion
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||||
var _ hash.Hash = (*digest4)(nil)
|
||||
|
||||
func newAVXInline() *digest4 {
|
||||
d := new(digest4)
|
||||
d.Reset()
|
||||
return d
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) Sum(in []byte) []byte {
|
||||
// Make a copy of d so that caller can keep writing and summing.
|
||||
d0 := *d
|
||||
h := d0.checkSum()
|
||||
return append(in, h[:]...)
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) checkSum() [hashSize]byte {
|
||||
return d.byteArray()
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) byteArray() (b [hashSize]byte) {
|
||||
copy(b[:], d.x[0].ByteArray())
|
||||
copy(b[16:], d.x[1].ByteArray())
|
||||
copy(b[32:], d.x[2].ByteArray())
|
||||
copy(b[48:], d.x[3].ByteArray())
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) Reset() {
|
||||
d.x[0] = GF127{1, 0}
|
||||
d.x[1] = GF127{0, 0}
|
||||
d.x[2] = GF127{0, 0}
|
||||
d.x[3] = GF127{1, 0}
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) Write(data []byte) (n int, err error) {
|
||||
n = len(data)
|
||||
for _, b := range data {
|
||||
mulByteRight(&d.x[0], &d.x[1], &d.x[2], &d.x[3], b)
|
||||
}
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) Size() int {
|
||||
return hashSize
|
||||
}
|
||||
|
||||
func (d *digest4) BlockSize() int {
|
||||
return hashBlockSize
|
||||
}
|
||||
|
||||
func mulByteRight(c00, c01, c10, c11 *GF127, b byte)
|
|
@ -21,6 +21,7 @@ const (
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|||
AVX2
|
||||
AVX2Inline
|
||||
PureGo
|
||||
AVXInline
|
||||
)
|
||||
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||||
var (
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||||
|
@ -34,6 +35,8 @@ func (impl Implementation) String() string {
|
|||
switch impl {
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||||
case AVX:
|
||||
return "AVX"
|
||||
case AVXInline:
|
||||
return "AVXInline"
|
||||
case AVX2:
|
||||
return "AVX2"
|
||||
case AVX2Inline:
|
||||
|
@ -49,6 +52,8 @@ func NewWith(impl Implementation) hash.Hash {
|
|||
switch impl {
|
||||
case AVX:
|
||||
return newAVX()
|
||||
case AVXInline:
|
||||
return newAVXInline()
|
||||
case AVX2:
|
||||
return newAVX2()
|
||||
case AVX2Inline:
|
||||
|
@ -65,7 +70,7 @@ func New() hash.Hash {
|
|||
if hasAVX2 {
|
||||
return newAVX2Inline()
|
||||
} else if hasAVX {
|
||||
return newAVX()
|
||||
return newAVXInline()
|
||||
} else {
|
||||
return newPure()
|
||||
}
|
||||
|
@ -78,7 +83,7 @@ func Sum(data []byte) [hashSize]byte {
|
|||
_, _ = d.Write(data) // no errors
|
||||
return d.checkSum()
|
||||
} else if hasAVX {
|
||||
d := newAVX()
|
||||
d := newAVXInline()
|
||||
_, _ = d.Write(data) // no errors
|
||||
return d.checkSum()
|
||||
} else {
|
||||
|
|
|
@ -13,6 +13,7 @@ const benchDataSize = 100000
|
|||
|
||||
var providers = []Implementation{
|
||||
AVX,
|
||||
AVXInline,
|
||||
AVX2,
|
||||
AVX2Inline,
|
||||
PureGo,
|
||||
|
@ -22,6 +23,9 @@ func TestNewWith(t *testing.T) {
|
|||
d := NewWith(AVX)
|
||||
require.IsType(t, (*digest)(nil), d)
|
||||
|
||||
d = NewWith(AVXInline)
|
||||
require.IsType(t, (*digest4)(nil), d)
|
||||
|
||||
d = NewWith(AVX2)
|
||||
require.IsType(t, (*digest2)(nil), d)
|
||||
|
||||
|
@ -53,7 +57,7 @@ var testCases = []struct {
|
|||
func TestHash(t *testing.T) {
|
||||
for i := range providers {
|
||||
p := providers[i]
|
||||
t.Run("test "+p.String()+" digest", func(t *testing.T) {
|
||||
t.Run(p.String()+" digest", func(t *testing.T) {
|
||||
d := NewWith(p)
|
||||
for _, tc := range testCases {
|
||||
d.Reset()
|
||||
|
@ -82,7 +86,7 @@ func BenchmarkSum(b *testing.B) {
|
|||
|
||||
for i := range providers {
|
||||
p := providers[i]
|
||||
b.Run("bench"+p.String()+"digest", func(b *testing.B) {
|
||||
b.Run(p.String()+" digest", func(b *testing.B) {
|
||||
b.ResetTimer()
|
||||
b.ReportAllocs()
|
||||
d := NewWith(p)
|
||||
|
|
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