Screaming Fast Galois Field Arithmetic Using Intel SIMD Instructions(FAST 13′)

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这是FAST13 中一篇关于通过Intel SSE3 指令集加速伽罗瓦域上计算的短文。纠错码广泛用于存储系统中,可分为XOR(异或)码和Reed-solomon(RS) 码。前者(LDPC, RAID5, X-code)在编码时仅进行异或运算,速度快;后者编码运算基于伽罗瓦域/有限域GF(2w),速度相对较慢(XOR 可看做是GF(2) 上的运算)。该文旨在提出基于处理器128 比特指令集加速编码时的乘法运算。

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初探GF-Complete(伽罗瓦运算库)

GF-Complete 是一个开源、综合性的伽罗瓦运算库,相应的文章发表在FAST13 中(见参考文献【1】)。作者是大名鼎鼎的Jim Plank 教授,作为开源纠错码库Jerasure 的开发者,在这个伽罗瓦运算库中创新地采用了SSE 指令集来加速纠错码运算的瓶颈—伽罗瓦运算中的乘法运算,并采用了其他运算方法,综合得到GF-Complete。该库可在Plank 主页中下载得到,下面就GF-Complete 库做简要分析,详细可参考文档【2】。

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伽罗瓦域上的乘法

一、前言

伽罗瓦域上的乘法在包括加/解密编码和存储编码中经常使用,常见的AES 和Reed-Solomon 编码就使用了伽罗瓦域GF(28) 中的运算。以2 或者2w 形式的伽罗瓦域来说,加减法都是异或运算,乘法相对较复杂一些,本文就GF(2w) 上有限域的乘法运算和优化进行分析。现代计算机是为二进制普通运算所设计,对伽罗瓦域计算最多仅有指令集上的优化,而且仅限于某些处理器,因此在更高层次上优化伽罗瓦域上的乘法显得尤为重要。

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重载类型转换符

C++ 程序员都知道重载运算符:

   1: operator++

   2: operator==

   3: operator>>

比如C++ 中的输入输出:

   1: cout<<"Hello World!"<<endl;

   2: cin>>&value>>endl;

 

实际上就是重载了”>>” 和”<<”  运算法,但如果说重载类型转换符,可能不是所有的程序员都用到过,最近写一个配置文件的类就碰到了这样的问题。我希望使用 template<class T> T Config::string_to_T(const string& s) 函数返回指定类型的参数,T 类型由调用string_to_T() 的函数确定。比如:

   1: template<class T> T Config::Read(const string& key, const T& value)const{

   2:     ....from key we get value...

   3:     return string_to_T<T>(value);

   4: }

下面是我写的代码:

   1: template<class T> T Config::string_to_T(const string& s){

   2:     T t;

   3:  

   4:     istringstream ist(s);

   5:     ist >> t;

   6:  

   7:     return t;

   8: }

这段代码在大部分时候是没有问题的。

   1: int port

   2: port = Read("port", 0) \\返回了int 类型的端口号

   3: string ip

   4: Read("ip", ip)         \\返回了string 类型的ip 地址

但在T 类型为string 类型的时候,如果s 中包含了空格,那么返回的string 类型只包含了string value 的一部分。比如:

   1: str num_list

   2: port = Read("nums", num_list) \\num 如果对应的值是"1 2 3 4",那么则只返回 1

这是因为ist >> t 格式化输出到T t,当遇到有空格时会将string 分开输出。

解决方法也非常简单,就是的当类型为string 时直接返回,当不是string 类型时,通过上面的string_to_T() 方法即可,这就需要重载类型转换符,代码如下(operator std::string()const  和template<template T> operator T()const 分别重载了string() 和T() 类型转化符):

   1: class ToStringHelper

   2: {

   3:     std::string myValue;

   4: public:

   5:     ToStringHelper( std::string const& value )

   6:         : myValue( value )

   7:     {

   8:     }

   9:     operator std::string() const

  10:     {

  11:         return myValue;

  12:     }

  13:     template <typename T>

  14:     operator T() const

  15:     {

  16:         std::istringstream cvt( myValue );

  17:         T results;

  18:         cvt >> results;

  19:         //  Error checking here...

  20:         return results;

  21:     }

  22: };

  23:  

  24: ToStringHelper

  25: string_to_T( std::string const& s )

  26: {

  27:     return ToStringHelper( s );

  28: }

 

我的提问stackoverflow:http://stackoverflow.com/questions/13658667/how-can-i-return-a-string-as-a-template-class-in-c/