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论文研读-SIMD系列-基于分区SIMD处理及在列存数据库系统中应用

但是GATHER指令提供了一种非常灵活方式用来将非连续内存位置数据填充到SIMD寄存器中。正如本文讨论那样,如果使用方法合适,GATHER会达到和LOAD指令一样性能。...此外还有一些特定SIMD指令可以将数据主存加载到SIMD寄存器并将其写回。一方面,连续放在内存中数据元素可以通过LOAD和STORE指令访问。...Filter算子首先将谓词值广播到SIMD寄存器,然后每个迭代filter将列B数据加载到SIMD寄存器,并与谓词向量寄存器进行比较。...AVX2种使用_mm256_cmpeq_epi32比较2个SIMD寄存器(包含32位整数),并产生相同大小SIMD寄存器值。相等对应位位1,否则位0。...这个SIMD寄存器包含所有位设置0或者1.因此可以将掩码先广播到SIMD寄存器,由lane-id和二进制与移位。这样,SIMD寄存器每个通道包含对应位1或者0值。

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利用SIMD指令加速向量搜索

下面的代码片段包含主循环体,其中rcx和rdx寄存器保存指向第一个和第二个浮点数组地址。...首先,我们看到一条vmovdqu32指令,该指令将 512 位打包双字值内存位置加载到zmm0寄存器中,即从偏移量到第一个 float[] 16 个值。...其次,我们看到一条vmulps指令,它将先前加载到zmm0打包单精度浮点值与内存位置中相应打包双字值相乘 - 这是第二个 float[] 中偏移量 16 个值,并存储生成浮点值- zmm0点值...第三,我们看到vaddps将zmm0 16 个打包单精度浮点值与zmm4相,并将打包单精度浮点结果存储在zmm4中- zmm4是我们循环累加器。最后,有一个小计算来递增并检查循环计数器。...宏观上看微基准测试对于了解低级基元操作执行情况非常重要,但这对宏观层面有何影响?

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hex_encode起利用SIMD向量指令引入PgVA aka PostgresVectorAcceleration(一)

目的 受集成JIT以实现加速执行器启发,我认为使用现代硬件SIMD指令可以显著加速面向数组数据简单算法。...1) 限制64位架构:这些是主要服务器架构,具有必要数据格式和相应寄存器和操作指令 2) Intel x86-64SIMD指令开始:这是开发和实际使用最常用平台 3) 不要将概念仅限于Intel...9) 重点通过最先进SIMD指令集AVX512进行优化:提供了最先进指令和相当多寄存器帮助避免延迟 10) 如果可能用老SIMD指令集(AVX2或SSE2)进行fallback实现 实施细节...5) 一些指令(moves、zeroing)在处理器执行端口外执行:这些不消耗执行周期但是需要考虑他们延迟 6) 一些向量指令(乘延迟是5,例如,这意味着在指令发出后,处理器必须等待5个周期,...为避免这种情况并保持所有向量执行端口(P0和p5)繁忙,必须由9个其他指令在工作和算法其他流中间以最大限度提高硬件使用和整体性能 7) 所有循环都实现为单独C可调用函数(根据OS调用约定):他们都是

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【向量检索研究系列】本地向量检索(上)

AVX2指令集(256位寄存器),可以利用这些常见指令进行自定义计算。...(获取高128位或低128位)_mm_hadd_ps(水平相加,如x第1位和第2位相结果放在新数组第1位,y第1位和第2位相结果放在新数组第2位,然后x和y下标移动两位依次重复以上操作将结果追加到新数组后面...y += 8; msum1 = _mm256_add_ps(msum1, _mm256_mul_ps(mx, my)); d -= 8; } // 将寄存器结果求和并赋值给新数组返回...将SIMD内积运算C汇编代码通过c2goasm转成Plan9汇编如下,默认会在函数名前一个下划线。...对未优化比普通内积计算,CPU资源使用对比如下图:图片图中看出,SIMD-Plan9汇编内积运算CPU资源使用最低。

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【通信专栏】一:STM32串口通信(usart)

上图上部分为对结构体数据填充,前部分则将填充数据进行初始化。...在数据发送过程中,1:首先由MCU内核将要发送字节写入到输出数据缓冲器(TDR),2:TDR会适时将数据加载到串行输出移位寄存器,3:然后再经由TX串口线,将数据一位一位发送出去。...在上述过程中,会产生两个事件(事件可以在状态寄存器中查询到): 当数据TDR转移到移位寄存器时(也就是步2),会产生TDR已空事件TXE 当数据移位寄存器全部发送出去时,会产生数据发送完成事件TC...定义了一个最大200字节u8类型数组以及一个接收状态标志位USART_RX_STA,该标志位相当于一个虚拟寄存器: ?...,且虚拟寄存器 USART_RX_STA1(也相当于其13-01): ?

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Intel AVX2指令集解读

昨天,Intel刚刚发布了AVX2指令集,这套指令集在AVX基础上做了扩展,不过要在2013年发布Haswell处理器上才能支持。参考1给出了AVX2详细特性。...AVX2指令集概述 相比AVX,AVX2在如下方面做了扩展。 支持整点SIMD数据宽度128位扩展到256位。...AVX2跨距访存指令称为”gather”指令,该指令操作数是一个基地址一个向量寄存器,向量寄存器中存放着SIMD数据中各个元素相对基地址偏移量是多少。...拓宽原有整点SIMD指令 理论上128位到256位成倍SIMD宽度扩展能带来一倍加速。...128位扩展到256位整点SIMD指令 位操作指令支持 这些指令在加速数据库压缩、哈希,大数算术计算方面会有帮助。

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Go汇编语法和MatrixOne使用介绍

Go汇编在这方面接近AT&T语法,结果数放最后。 一个容易写错例子是CMP指令。效果上来看,CMP类似于SUB指令只修改EFLAGS标志位,不修改操作数。...而为了达到最大向量化性能,使用SIMD指令是十分自然选择。 我们以8位整数向量化加法为例。将两个数组元素两两相加,把结果放入第三个数组。...在这个例子中,我们介绍如何使用Go汇编以AVX2指令集实现int8类型向量加法(假设数组已经按32字节填充)。 由于AVX2一共有16个256位寄存器,我们希望在循环展开中把它们全部使用上。...$0x00000020, BX JMP int8AddTailLoop int8AddDone: RET 可以看到,在avo代码中,我们只需要给变量指定寄存器类型,生成汇编时候会自动帮我们绑定相应类型可用寄存器...CMPQ R10, (R11)这一行,是比较两个数组当前指针位置元素。后面几行根据这个比较结果,来移动对应操作数数组及结果数组指针。

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ARM汇编语言指令集汇总

存到 R9+0x4指向存储单元 ➡️ LDM 将存储器数据加载到一个存储器列表 ➡️ LDM R0,{R1-R3} 将R0指向储存单元数据依次加载到R1,R2,R3寄存器 ➡️ STM 将一个寄存器列表数据...PC中,返回到调用代码并恢复标志位 MVN R0,#0 将立即数0取反传送到寄存器R0中,完成后R0=-1(有符号位取反) 数据算术运算指令 指令 简介 ⬅️ ADD ️ SUB 减️ MUL 乘...0比较 CMN 负数比较指令 CMN R1,R0寄存器R1值与寄存器R0值相加,并根据结果设置CPSR标志位 CMN R1,#100 将寄存器R1值与立即数100相,并根据结果设置CPSR..., LEAVEX 将状态更改为 ThumbEE 或更改状态 ThumbEE CHKA (检查数组)可比较两个寄存器无符号值 HB、HBL、HBLP 、HBP 处理程序跳转,跳转到指定处理程序 SEL...} #immed_16 SETEND 设置 CPSR 中端序位,不影响 CPSR 中其他位 NOP 进行填充来使当前位置与指定边界对齐 SEV 设置事件 WFE|WFI|YIELD 等待事件,等待中断

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拿下它心-车联网(二)

车联网芯片测试要点如下: 芯片安全参考架构 硬件自身安全能力 防侧信道攻击 功能均衡 时钟扰 伪操作 逻辑噪声 掩码算法 常见芯片攻击手段 3.1 侧信道攻击 a)概念:利用设备接口对芯片进行电磁和功耗分析...Speculate阶段 Speculate阶段执行上一章节代码序列过程,利用乱序执行将目标内核地址以索引形式访问探测数组并加载到缓存中。由speculate函数实现。...lea %[target], %%rbx: 把全局变量target_array地址放到RBX寄存器中,这里target_ array正是上一章节中探测数组probe_array, target_array...那target_array数组正好填充256个页面。...,不同数据将会被加载到不同缓存页面中。

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汇编语言期末复习不挂科——知识点总结

,对它们有特定要求,且具有特殊功能 2个指针寄存器:SP和BP (1)BP为基指针寄存器,用它可直接存取堆栈中数据 (2)SP为堆栈指针寄存器,用它只可访问栈顶 4个段寄存器:ES,DS,CS...:MOV BX,[DI] 5.寄存器相对寻址方式:MOV BX,[SI+100H] 6.基址变址寻址方式:MOV BX,[BX+SI] 7.相对基址变址寻址方式:MOV BX,[BX+SI+100H...用0填充 交换指令XCHG XCHG Reg/Mem,Reg/Mem 作用是交换两个寄存器寄存器不能是段寄存器,两个操作数不能同时为内存变量 取有效地址指令LEA 指令LEA是把一个内存变量有效地址送给指定寄存器...指令格式如下:XLAT/XLATB,其功能是把BX值作为内存字节数首地址,下标为AL数组元素值传送给AL FLAG寄存器 ZF标志,零标志:计算结果为0置1,不为00 PF标志...2.ADC带进位指令:把源操作数和进位标志CF一起加到目的操作数 3.INC指令:操作数1 4.交换指令XADD:先交换两个操作数值,在镜像加法运算 减法指令 1.SUB减法指令:

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5.10 汇编语言:汇编过程与结构

栈是由CPU管理线性内存数组,它使用两个寄存器(SS和ESP)来保存栈状态,SS寄存器存放段选择符,而ESP寄存器值通常是指向特定位置一个32位偏移值,我们很少需要直接操作ESP寄存器,相反ESP...执行POP出栈时,栈顶移走一个值并将其复制给内存或寄存器,然后再将堆栈指针自动4。执行CALL调用时,CPU会用堆栈保存当前被调用过程返回地址,直到遇到RET指令再将其弹出。...例如,要将寄存器EAX值压入堆栈中,可以使用以下指令:PUSH EAX汇编代码角度来看,PUSH指令将操作数存储到堆栈中,它实际上是一个入栈操作。...使用lea esi, [ebp - 30]指令将MyString基地址加载到esi寄存器中。该指令偏移ebp-30是因为ebp-4是MakeArray函数第一个参数位置,因此需要增加四个字节。...在填充数组时,分别使用了两种不同方式。一种方式是使用lea指令将数组地址加载到esi寄存器中,然后使用mov dword ptr ds:[esi],10等指令将相应常数值存储到数组中。

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5.10 汇编语言:汇编过程与结构

栈是由CPU管理线性内存数组,它使用两个寄存器(SS和ESP)来保存栈状态,SS寄存器存放段选择符,而ESP寄存器值通常是指向特定位置一个32位偏移值,我们很少需要直接操作ESP寄存器,相反ESP...执行PUSH压栈时,堆栈指针自动减4,再将压栈值复制到堆栈指针所指向内存地址。 执行POP出栈时,栈顶移走一个值并将其复制给内存或寄存器,然后再将堆栈指针自动4。...例如,要将寄存器EAX值压入堆栈中,可以使用以下指令: PUSH EAX 汇编代码角度来看,PUSH指令将操作数存储到堆栈中,它实际上是一个入栈操作。...使用lea esi, [ebp - 30]指令将MyString基地址加载到esi寄存器中。该指令偏移ebp-30是因为ebp-4是MakeArray函数第一个参数位置,因此需要增加四个字节。...在填充数组时,分别使用了两种不同方式。一种方式是使用lea指令将数组地址加载到esi寄存器中,然后使用mov dword ptr ds:[esi],10等指令将相应常数值存储到数组中。

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西门子变址寻址改变

一个字节是8个位,如果指向是字节每次就要8倍数,例如地址MB[LD20],LD20值为0,则表示MB0,LD20值为8,则表示MB1,如果指向是字每次就要16倍数,以此类推。...使用变量“START_COMP”作为开始信号,如果比较值“COMP_Value”与数组元素“A.B["INDEX"]”不相等(INDEX缺省为0),则变量“INDEX”1,如果大于等于100,则将“...面向对象编程方式上看,一个对象具有属性,可以是REAL类型、BOOL、字符串类型组合,就算可以使用绝对地址(非优化程序块),使用ANY、POINTER指针进行地址迭代也感觉非常奇怪、不方便,不是以一个对象整处理...与介绍Any指针应用相同,给定一个数组,如果数组元素数据类型为浮点,求这个数组所有元素平均值(接《S7-300_400到S7-1500看变址寻址改变-6》,3.6 节 第三种方法)。...使用指令“MOVE_BLK_VARIANT”每次将数组一个元素(索引0开始,与赋值数组索引无关)值存储到临时变量“temp_value”,然后进行累加运算,将累加结果存储到临时变量“temp_valueadd

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《深入理解计算机系统》(CSAPP)读书笔记 —— 第三章 程序机器级表示

将一个值从一个内存位置复制到另一个内存位置需要两条指令—第一条指令将源值加载到寄存器中,第二条将该寄存器值写入目的位置。...另一方面,错误预测一个跳转,要求处理器丢掉它为该跳转指令后所有指令已做工作,然后再开始用正确位置处起始指令去填充流水线。...说实话,编译器井不具有足够信息来做出可靠决定;例如,它们不知道分支会多好地遵循可预测模式。...当程序返回call_proc时,代码会取出4个局部变量(第17~20行),并执行最终计算。在程序结束前,把栈指针32,释放这个栈帧。 寄存器局部存储   寄存器组是唯一被所有过程共享资源。...在这里,我们讲解是基于AVX2。在利用GCC进行编译时,加上-mavx2,GCC会生成AVX2代码。

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ARM与x86架构对比:编程视角解析

与x86相比,ARM架构设计理念是简化指令集,减少指令数量,提高执行效率。ARM架构通常具有更多数量通用寄存器,简化了编译器工作,有助于实现高效、低功耗运行环境。...x86示例 mov eax, 1 ; 将1加载到eax寄存器 add eax, 2 ; 将eax与2相 ARM示例 ADD r0, #1 ; 将r0与1相 ADD r0, r0, #2 ; 将r0与...2相 ARM架构中使用寄存器(如r0)而非x86中eax这样命名寄存器。...此外,ARM中加法指令可以立即数作为操作数,而x86通常需要先将立即数加载到寄存器中。...内存模型与数据类型 x86内存模型 x86架构支持复杂寻址模式,如基址变址、基址变址位移等,这使得在访问数组和结构体时更加灵活。然而,这种灵活性也可能导致更复杂编译器优化和调试工作。

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浮点峰值那些事儿

指令,输入和结果使用不同寄存器,这样前后两个相邻循环同一条指令产生WAW型寄存器依赖,通过寄存器renamer部件可以解决;然后用sub指令每次给rax寄存器循环计数减一,如果减到0,会修改状态寄存器值...我们再看下一代,即2013年推出Haswell架构: Haswell架构增加了AVX2和FMA指令集,其中FMA指令集就是256位融合乘指令,根据架构图中所示,port0和port1端口各有一个FMA...除了用到不同指令以外,与SNB还有如下一些区别:fma指令某个参数寄存器,既做输入也做输出,这样前后两个相邻循环间同一条fma,就形成了RAW型寄存器依赖。...这是由于超线程只是为每个核心提供两组线程上下文单元,两个线程其实是共享各种核内运算部件。超线程好处是线程之间往往没有各种数据依赖关系,两个线程指令流可以尽量填充流水线并充分利用乱序多发射能力。...新架构很有意思,高端版本支持一个周期发射两条AVX512版本指令,其中一条来自port0和port1256位FMA端口融合,另外一条来自port5。

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5.3 汇编语言:字符串操作指令

本章将深入研究字符串操作指令,这些指令在汇编语言中具有重要作用,用于处理字符串数据。我们将重点介绍几个关键字符串操作指令,并详细解释它们功能和用法。...通过清晰操作示例和代码解析,读者将了解如何使用这些指令进行字符串比较、复制、填充等常见操作。我们还将探讨不同指令之间区别,并提供实际示例程序,展示字符串操作指令在实际场景中应用。...MOVSW指令:将两个字节ESI地址指向内存单元复制到EDI地址指向内存单元,MOVSD指令:将四个字节ESI地址指向内存单元复制到EDI地址指向内存单元。...,则可以使用SCASD指令扫描一个数组中是否存在一个特定值,通过循环指令(如LOOP或JECXZ)逐个4字节扫描,来检查EAX寄存器值是否与目标数组值匹配。...,0.code main PROC ; 利用该指令初始化字符串 mov al,0ffh ; 初始化填充数据 lea di,byte ptr ds

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深入理解计算机系统(3.3)------操作数指示符和数据传送指令

我们将存储器看成一个很大字节数组,用符号Mb[Addr] 表示对存储在存储器中地址 Addr 开始 b 个字节值引用。上图省略了下方 b.    ...将一个值从一个存储器位置复制到另一个存储器位置需要两条指令:(就和宋丹丹把大象送进冰箱步骤一样)   ①、第一条指令将源值加载到寄存器中   ②、第二条指令将该寄存器值写入到目的位置。   ...高位用0扩展,即目的位置所有高位用0进行填充。   比如对于指令movzwl %dx %eax来讲,它作用如下图所示。 ?   ...注意移出值总是最近被压入而仍然在栈中值。   栈可以实现为一个数组,总是数组一端插入或删除元素。而这一端称为栈顶,在 IA32 中,程序栈存放在存储器某个区域,如下图所示: ?   ...首先 %esp 会减4,得到0x104,然后会将 0x123 存放到存储器地址 0x104处。   将一个双字值栈顶移出,首先要从栈顶位置读出数据,然后将栈指针4。

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