We'll output to console not only primes, but also composites. Output to console standardized on ConsoleInterval
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Marek Lemańczyk committed
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9a054542e6
commit
458cb77227
3 files changed
+237
-240
No files matched your search
@@ -10,290 +10,288 @@ namespace PerfectNumbers.Core.Gpu;
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public sealed class MersenneNumberDivisorByDivisorGpuTester
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{
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private int _gpuBatchSize = GpuConstants.ScanBatchSize;
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private readonly object _sync = new();
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private ulong _divisorLimit;
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private bool _isConfigured;
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private ulong _lastStatusDivisor;
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private int _gpuBatchSize = GpuConstants.ScanBatchSize;
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private readonly object _sync = new();
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private ulong _divisorLimit;
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private bool _isConfigured;
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private ulong _lastStatusDivisor;
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private readonly ConcurrentDictionary<Accelerator, Action<Index1D, ulong, ArrayView<ulong>, ArrayView<byte>>> _kernelCache = new();
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private readonly ConcurrentDictionary<Accelerator, Action<Index1D, ulong, ArrayView<ulong>, ArrayView<byte>>> _kernelCache = new();
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||||
private Action<Index1D, ulong, ArrayView<ulong>, ArrayView<byte>> GetKernel(Accelerator accelerator) =>
|
||||
_kernelCache.GetOrAdd(accelerator, acc => acc.LoadAutoGroupedStreamKernel<Index1D, ulong, ArrayView<ulong>, ArrayView<byte>>(CheckKernel));
|
||||
private Action<Index1D, ulong, ArrayView<ulong>, ArrayView<byte>> GetKernel(Accelerator accelerator) =>
|
||||
_kernelCache.GetOrAdd(accelerator, acc => acc.LoadAutoGroupedStreamKernel<Index1D, ulong, ArrayView<ulong>, ArrayView<byte>>(CheckKernel));
|
||||
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||||
public int GpuBatchSize
|
||||
{
|
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get => _gpuBatchSize;
|
||||
set => _gpuBatchSize = Math.Max(1, value);
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}
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public int GpuBatchSize
|
||||
{
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||||
get => _gpuBatchSize;
|
||||
set => _gpuBatchSize = Math.Max(1, value);
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}
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public void ConfigureFromMaxPrime(ulong maxPrime)
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{
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lock (_sync)
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{
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_divisorLimit = ComputeDivisorLimitFromMaxPrime(maxPrime);
|
||||
_lastStatusDivisor = 0UL;
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_isConfigured = true;
|
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}
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||||
}
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||||
public void ConfigureFromMaxPrime(ulong maxPrime)
|
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{
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||||
lock (_sync)
|
||||
{
|
||||
_divisorLimit = ComputeDivisorLimitFromMaxPrime(maxPrime);
|
||||
_lastStatusDivisor = 0UL;
|
||||
_isConfigured = true;
|
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}
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}
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public bool IsPrime(ulong prime, out bool divisorsExhausted)
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{
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lock (_sync)
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{
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if (!_isConfigured)
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{
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throw new InvalidOperationException("ConfigureFromMaxPrime must be called before using the tester.");
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}
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public bool IsPrime(ulong prime, out bool divisorsExhausted)
|
||||
{
|
||||
lock (_sync)
|
||||
{
|
||||
if (!_isConfigured)
|
||||
{
|
||||
throw new InvalidOperationException("ConfigureFromMaxPrime must be called before using the tester.");
|
||||
}
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||||
ulong allowedMax = ComputeAllowedMaxDivisor(prime);
|
||||
if (allowedMax < 3UL)
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||||
{
|
||||
divisorsExhausted = true;
|
||||
return true;
|
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}
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||||
ulong allowedMax = ComputeAllowedMaxDivisor(prime);
|
||||
if (allowedMax < 3UL)
|
||||
{
|
||||
divisorsExhausted = true;
|
||||
return true;
|
||||
}
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||||
bool composite = CheckDivisors(prime, allowedMax, out ulong lastProcessed, out bool coveredRange);
|
||||
bool composite = CheckDivisors(prime, allowedMax, out ulong lastProcessed, out bool coveredRange);
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|
||||
if (!composite && lastProcessed != 0UL)
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||||
{
|
||||
ReportStatus(lastProcessed);
|
||||
}
|
||||
if (lastProcessed != 0UL)
|
||||
{
|
||||
ReportStatus(lastProcessed);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (composite)
|
||||
{
|
||||
divisorsExhausted = true;
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
if (composite)
|
||||
{
|
||||
divisorsExhausted = true;
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
divisorsExhausted = coveredRange;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
divisorsExhausted = coveredRange;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
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||||
private bool CheckDivisors(ulong prime, ulong allowedMax, out ulong lastProcessed, out bool coveredRange)
|
||||
{
|
||||
allowedMax = Math.Min(allowedMax, _divisorLimit);
|
||||
lastProcessed = 0UL;
|
||||
private bool CheckDivisors(ulong prime, ulong allowedMax, out ulong lastProcessed, out bool coveredRange)
|
||||
{
|
||||
allowedMax = Math.Min(allowedMax, _divisorLimit);
|
||||
lastProcessed = 0UL;
|
||||
|
||||
if (allowedMax < 3UL)
|
||||
{
|
||||
coveredRange = true;
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
if (allowedMax < 3UL)
|
||||
{
|
||||
coveredRange = true;
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
var gpuLease = GpuContextPool.RentPreferred(preferCpu: false);
|
||||
var accelerator = gpuLease.Accelerator;
|
||||
var kernel = GetKernel(accelerator);
|
||||
var gpuLease = GpuContextPool.RentPreferred(preferCpu: false);
|
||||
var accelerator = gpuLease.Accelerator;
|
||||
var kernel = GetKernel(accelerator);
|
||||
|
||||
int batchCapacity = _gpuBatchSize;
|
||||
var divisorsBuffer = accelerator.Allocate1D<ulong>(batchCapacity);
|
||||
var hitsBuffer = accelerator.Allocate1D<byte>(batchCapacity);
|
||||
int batchCapacity = _gpuBatchSize;
|
||||
var divisorsBuffer = accelerator.Allocate1D<ulong>(batchCapacity);
|
||||
var hitsBuffer = accelerator.Allocate1D<byte>(batchCapacity);
|
||||
|
||||
ulong[] divisors = ArrayPool<ulong>.Shared.Rent(batchCapacity);
|
||||
byte[] hits = ArrayPool<byte>.Shared.Rent(batchCapacity);
|
||||
ulong[] divisors = ArrayPool<ulong>.Shared.Rent(batchCapacity);
|
||||
byte[] hits = ArrayPool<byte>.Shared.Rent(batchCapacity);
|
||||
|
||||
bool composite = false;
|
||||
bool processedAll = false;
|
||||
ulong divisor = 3UL;
|
||||
bool composite = false;
|
||||
bool processedAll = false;
|
||||
ulong divisor = 3UL;
|
||||
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
while (divisor <= allowedMax)
|
||||
{
|
||||
int batchSize = 0;
|
||||
bool reachedEndInBatch = false;
|
||||
try
|
||||
{
|
||||
while (divisor <= allowedMax)
|
||||
{
|
||||
int batchSize = 0;
|
||||
bool reachedEndInBatch = false;
|
||||
|
||||
while (batchSize < batchCapacity && divisor <= allowedMax)
|
||||
{
|
||||
ulong current = divisor;
|
||||
divisors[batchSize++] = current;
|
||||
while (batchSize < batchCapacity && divisor <= allowedMax)
|
||||
{
|
||||
ulong current = divisor;
|
||||
divisors[batchSize++] = current;
|
||||
|
||||
ulong next = current + 2UL;
|
||||
if (next <= current)
|
||||
{
|
||||
reachedEndInBatch = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
ulong next = current + 2UL;
|
||||
if (next <= current)
|
||||
{
|
||||
reachedEndInBatch = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (next > allowedMax)
|
||||
{
|
||||
divisor = next;
|
||||
reachedEndInBatch = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
if (next > allowedMax)
|
||||
{
|
||||
divisor = next;
|
||||
reachedEndInBatch = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
divisor = next;
|
||||
}
|
||||
divisor = next;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (batchSize == 0)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
if (batchSize == 0)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
var divisorView = divisorsBuffer.View.SubView(0, batchSize);
|
||||
var hitsView = hitsBuffer.View.SubView(0, batchSize);
|
||||
var divisorView = divisorsBuffer.View.SubView(0, batchSize);
|
||||
var hitsView = hitsBuffer.View.SubView(0, batchSize);
|
||||
|
||||
Span<ulong> divisorSpan = divisors.AsSpan(0, batchSize);
|
||||
Span<byte> hitsSpan = hits.AsSpan(0, batchSize);
|
||||
Span<ulong> divisorSpan = divisors.AsSpan(0, batchSize);
|
||||
Span<byte> hitsSpan = hits.AsSpan(0, batchSize);
|
||||
|
||||
divisorView.CopyFromCPU(ref MemoryMarshal.GetReference(divisorSpan), batchSize);
|
||||
kernel(batchSize, prime, divisorView, hitsView);
|
||||
accelerator.Synchronize();
|
||||
divisorView.CopyFromCPU(ref MemoryMarshal.GetReference(divisorSpan), batchSize);
|
||||
kernel(batchSize, prime, divisorView, hitsView);
|
||||
accelerator.Synchronize();
|
||||
|
||||
hitsView.CopyToCPU(ref MemoryMarshal.GetReference(hitsSpan), batchSize);
|
||||
hitsView.CopyToCPU(ref MemoryMarshal.GetReference(hitsSpan), batchSize);
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < batchSize; i++)
|
||||
{
|
||||
lastProcessed = divisorSpan[i];
|
||||
if (hitsSpan[i] != 0)
|
||||
{
|
||||
composite = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
for (int i = 0; i < batchSize; i++)
|
||||
{
|
||||
lastProcessed = divisorSpan[i];
|
||||
if (hitsSpan[i] != 0)
|
||||
{
|
||||
composite = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (composite)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
if (composite)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (reachedEndInBatch)
|
||||
{
|
||||
processedAll = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (reachedEndInBatch)
|
||||
{
|
||||
processedAll = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
coveredRange = composite || processedAll || divisor > allowedMax;
|
||||
}
|
||||
finally
|
||||
{
|
||||
ArrayPool<byte>.Shared.Return(hits, clearArray: true);
|
||||
ArrayPool<ulong>.Shared.Return(divisors, clearArray: true);
|
||||
hitsBuffer.Dispose();
|
||||
divisorsBuffer.Dispose();
|
||||
gpuLease.Dispose();
|
||||
}
|
||||
coveredRange = composite || processedAll || divisor > allowedMax;
|
||||
}
|
||||
finally
|
||||
{
|
||||
ArrayPool<byte>.Shared.Return(hits, clearArray: true);
|
||||
ArrayPool<ulong>.Shared.Return(divisors, clearArray: true);
|
||||
hitsBuffer.Dispose();
|
||||
divisorsBuffer.Dispose();
|
||||
gpuLease.Dispose();
|
||||
}
|
||||
|
||||
return composite;
|
||||
}
|
||||
return composite;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void ReportStatus(ulong divisor)
|
||||
{
|
||||
if (divisor <= _lastStatusDivisor)
|
||||
{
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
private void ReportStatus(ulong divisor)
|
||||
{
|
||||
if (++_lastStatusDivisor == PerfectNumberConstants.ConsoleInterval)
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine($"...processed by-divisor candidate = {divisor}");
|
||||
_lastStatusDivisor = 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
_lastStatusDivisor = divisor;
|
||||
Console.WriteLine($"...processed by-divisor candidate = {divisor}");
|
||||
}
|
||||
private static ulong ComputeDivisorLimitFromMaxPrime(ulong maxPrime)
|
||||
{
|
||||
if (maxPrime <= 1UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static ulong ComputeDivisorLimitFromMaxPrime(ulong maxPrime)
|
||||
{
|
||||
if (maxPrime <= 1UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
if (maxPrime - 1UL >= 64UL)
|
||||
{
|
||||
return ulong.MaxValue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (maxPrime - 1UL >= 64UL)
|
||||
{
|
||||
return ulong.MaxValue;
|
||||
}
|
||||
return (1UL << (int)(maxPrime - 1UL)) - 1UL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return (1UL << (int)(maxPrime - 1UL)) - 1UL;
|
||||
}
|
||||
private ulong ComputeAllowedMaxDivisor(ulong prime)
|
||||
{
|
||||
if (prime <= 1UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private ulong ComputeAllowedMaxDivisor(ulong prime)
|
||||
{
|
||||
if (prime <= 1UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
if (prime - 1UL >= 64UL)
|
||||
{
|
||||
return _divisorLimit;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (prime - 1UL >= 64UL)
|
||||
{
|
||||
return _divisorLimit;
|
||||
}
|
||||
ulong maxByPrime = (1UL << (int)(prime - 1UL)) - 1UL;
|
||||
return Math.Min(maxByPrime, _divisorLimit);
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong maxByPrime = (1UL << (int)(prime - 1UL)) - 1UL;
|
||||
return Math.Min(maxByPrime, _divisorLimit);
|
||||
}
|
||||
private static void CheckKernel(Index1D index, ulong prime, ArrayView<ulong> divisors, ArrayView<byte> hits)
|
||||
{
|
||||
ulong divisor = divisors[index];
|
||||
if (divisor <= 1UL || (divisor & 1UL) == 0UL)
|
||||
{
|
||||
hits[index] = 0;
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static void CheckKernel(Index1D index, ulong prime, ArrayView<ulong> divisors, ArrayView<byte> hits)
|
||||
{
|
||||
ulong divisor = divisors[index];
|
||||
if (divisor <= 1UL || (divisor & 1UL) == 0UL)
|
||||
{
|
||||
hits[index] = 0;
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
ulong pow = Pow2Mod(prime, divisor);
|
||||
hits[index] = pow == 1UL ? (byte)1 : (byte)0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong pow = Pow2Mod(prime, divisor);
|
||||
hits[index] = pow == 1UL ? (byte)1 : (byte)0;
|
||||
}
|
||||
private static ulong Pow2Mod(ulong exponent, ulong modulus)
|
||||
{
|
||||
if (modulus <= 1UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static ulong Pow2Mod(ulong exponent, ulong modulus)
|
||||
{
|
||||
if (modulus <= 1UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
ulong result = 1UL % modulus;
|
||||
ulong baseVal = 2UL % modulus;
|
||||
ulong exp = exponent;
|
||||
while (exp > 0UL)
|
||||
{
|
||||
if ((exp & 1UL) != 0UL)
|
||||
{
|
||||
result = MulMod(result, baseVal, modulus);
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong result = 1UL % modulus;
|
||||
ulong baseVal = 2UL % modulus;
|
||||
ulong exp = exponent;
|
||||
while (exp > 0UL)
|
||||
{
|
||||
if ((exp & 1UL) != 0UL)
|
||||
{
|
||||
result = MulMod(result, baseVal, modulus);
|
||||
}
|
||||
exp >>= 1;
|
||||
if (exp == 0UL)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
exp >>= 1;
|
||||
if (exp == 0UL)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
baseVal = MulMod(baseVal, baseVal, modulus);
|
||||
}
|
||||
|
||||
baseVal = MulMod(baseVal, baseVal, modulus);
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
private static ulong MulMod(ulong a, ulong b, ulong modulus)
|
||||
{
|
||||
if (modulus == 0UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static ulong MulMod(ulong a, ulong b, ulong modulus)
|
||||
{
|
||||
if (modulus == 0UL)
|
||||
{
|
||||
return 0UL;
|
||||
}
|
||||
ulong result = 0UL;
|
||||
ulong x = a % modulus;
|
||||
ulong y = b;
|
||||
while (y > 0UL)
|
||||
{
|
||||
if ((y & 1UL) != 0UL)
|
||||
{
|
||||
result += x;
|
||||
if (result >= modulus)
|
||||
{
|
||||
result -= modulus;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong result = 0UL;
|
||||
ulong x = a % modulus;
|
||||
ulong y = b;
|
||||
while (y > 0UL)
|
||||
{
|
||||
if ((y & 1UL) != 0UL)
|
||||
{
|
||||
result += x;
|
||||
if (result >= modulus)
|
||||
{
|
||||
result -= modulus;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
x <<= 1;
|
||||
if (x >= modulus)
|
||||
{
|
||||
x -= modulus;
|
||||
}
|
||||
|
||||
x <<= 1;
|
||||
if (x >= modulus)
|
||||
{
|
||||
x -= modulus;
|
||||
}
|
||||
y >>= 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
y >>= 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
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