atoi 函数的 SIMD 实现
简介：
atoi 是一个函数，将整数到其数值的字符串表示形式。本文探讨如何使用 SIMD 指令实现 atoi。
算法：
GNU 中的实现汇编器：
.intel_syntax noprefix
.data
.align 64
ddqDigitRange: .byte '0','9',0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
ddqShuffleMask:.byte 15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0
ddqFactor1: .word 1,10,100,1000, 1,10,100,1000
ddqFactor2: .long 1,10000,100000000,0.text _start: mov esi, lpInputNumberString /* (**A**) indicate negative number in EDX */ mov eax, -1 xor ecx, ecx xor edx, edx mov bl, byte ptr [esi] cmp bl, '-' cmove edx, eax cmp bl, '+' cmove ecx, eax sub esi, edx sub esi, ecx /* (**B**)remove leading zeros */ xor eax,eax /* return value ZERO */ remove_leading_zeros: inc esi cmp byte ptr [esi-1], '0' /* skip leading zeros */ je remove_leading_zeros cmp byte ptr [esi-1], 0 /* catch empty string/number */ je FINISH /* if first char is invalid return 0 - prevent processing empty string - 0 is still in EAX */ dec esi /* check for valid digit-chars and invert from front to back */ pxor xmm2, xmm2 movdqa xmm0, xmmword ptr [ddqDigitRange] movdqu xmm1, xmmword ptr [esi] pcmpistri xmm0, xmm1, 0b00010100 /* (**C**) iim8=Unsigned bytes, Ranges, Negative Polarity(-), returns strlen() in ECX */ jo FINISH /* if first char is invalid return 0 - prevent processing empty string - 0 is still in EAX */ mov al , '0' /* value to subtract from chars */ sub ecx, 16 /* len-16=negative to zero for shuffle mask */ movd xmm0, ecx pshufb xmm0, xmm2 /* broadcast CL to all 16 BYTEs */ paddb xmm0, xmmword ptr [ddqShuffleMask] /* Generate permute mask for PSHUFB - all bytes < 0 have highest bit set means place gets zeroed */ pshufb xmm1, xmm0 /* (**D**) permute - now from highest to lowest BYTE are factors 10^0, 10^1, 10^2, ... */ movd xmm0, eax /* AL='0' from above */ pshufb xmm0, xmm2 /* broadcast AL to XMM0 */ psubusb xmm1, xmm0 /* (**1**) */ movdqa xmm0, xmm1 punpcklbw xmm0, xmm2 /* (**2**) */ punpckhbw xmm1, xmm2 pmaddwd xmm0, xmmword ptr [ddqFactor1] /* (**3**) */ pmaddwd xmm1, xmmword ptr [ddqFactor1] phaddd xmm0, xmm1 /* (**4**) */ pmulld xmm0, xmmword ptr [ddqFactor2] /* (**5**) */ pshufd xmm1, xmm0, 0b11101110 /* (**6**) */ paddd xmm0, xmm1 pshufd xmm1, xmm0, 0b01010101 /* (**7**) */ paddd xmm0, xmm1 movd eax, xmm0 /* negate if negative number */ add eax, edx /* (**8**) */ xor eax, edx FINISH: /* EAX is return (u)int value */
SIMD 实现的优点：
限制：
结论：
与传统方法相比，atoi 的 SIMD 实现在处理大整数字符串方面提供了显着的加速。该算法针对 x86 和 x86-64 架构进行了优化，可以并行执行多个 atoi 操作。虽然它在处理小字符串和混合字符字符串方面存在局限性，但它仍然是数值计算的一种有价值的技术。
以上是如何使用SIMD指令实现高性能的atoi函数？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
