Können SSE4.1-Anweisungen eine vektorisierte Lösung für eine schnellere IPv4-Adressextraktion bieten?

Optimale Lösung zum Extrahieren einer IPv4-Adresse aus einer Zeichenfolge

Einführung
Der bereitgestellte Code ruft eine IPv4-Adresse ab eine Zeichenfolge. Obwohl für bestimmte Einschränkungen optimiert, sind möglicherweise schnellere oder alternative Methoden zu berücksichtigen.

Vektorisierte Lösung
Für maximalen Durchsatz wird eine vektorisierte Lösung mit SSE4.1-Anweisungen empfohlen.

Hier ist der Code:

__m128i shuffleTable[65536];    //can be reduced 256x times

UINT32 MyGetIP(const char *str) {
    __m128i input = _mm_lddqu_si128((const __m128i*)str);   //"192.167.1.3"
    ...   // Code omitted for brevity
    return _mm_extract_epi32(prod, 0);
}

Erklärung
Diese Lösung basiert auf einer vorberechneten Nachschlagetabelle, shuffleTable, die Bytes effizient in vier 4-Byte-Blöcke neu anordnet. Jeder Block stellt einen Teil der IP-Adresse dar. Die Lösung ist stark auf den Durchsatz optimiert und erreicht beeindruckende Geschwindigkeiten von über 300 Millionen verarbeiteten Adressen pro Sekunde.

Initialisierung von shuffleTable
Die ShuffleTable-Nachschlagetabelle wird dynamisch generiert. Sein Zweck besteht darin, eine Permutation für die Neuanordnung bereitzustellen.

void MyInit() {
    ...   // Code omitted for brevity
}

Tests und Vergleich
Tests zeigen, dass diese vektorisierte Lösung deutlich schneller ist als der Originalcode:

Time = 0.406   (1556701184)
Time = 3.133   (1556701184)

Fazit
Diese vektorisierte Lösung bietet eine erhebliche Geschwindigkeitsverbesserung im Vergleich zum Originalcode. Es nutzt vektorisierte Anweisungen und eine vorberechnete Nachschlagetabelle, um die Extraktion von IPv4-Adressen zu optimieren, was zu einem Durchsatz von über 300 Millionen verarbeiteten Adressen pro Sekunde führt.

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