Interleave heuristic prime tester batches across groups
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Marek Lemańczyk committed
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6e632ba03a
commit
a747f29ac2
1 file changed
+235
-88
@@ -203,22 +203,44 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
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private static bool HeuristicTrialDivisionCpu(ulong n, ulong sqrtLimit, byte nMod10, bool includeGroupB)
|
||||
{
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ReadOnlySpan<int> groupADivisors = HeuristicPrimeSieves.GroupADivisors;
|
||||
for (int i = 0; i < groupADivisors.Length; i++)
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{
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ulong divisor = (ulong)groupADivisors[i];
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if (divisor > sqrtLimit)
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{
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break;
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}
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if (n % divisor == 0UL)
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{
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return false;
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}
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}
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int interleaveBatchSize = Math.Max(1, HeuristicDivisorInterleaveBatchSize);
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int groupAIndex = 0;
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if (!includeGroupB)
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{
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while (groupAIndex < groupADivisors.Length)
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{
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int processed = 0;
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while (processed < interleaveBatchSize && groupAIndex < groupADivisors.Length)
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{
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ulong divisor = (ulong)groupADivisors[groupAIndex];
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if (divisor > sqrtLimit)
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{
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groupAIndex = groupADivisors.Length;
|
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break;
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}
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if (n % divisor == 0UL)
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||||
{
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return false;
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}
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groupAIndex++;
|
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processed++;
|
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}
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if (groupAIndex >= groupADivisors.Length)
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{
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break;
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}
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||||
if ((ulong)groupADivisors[groupAIndex] > sqrtLimit)
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{
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groupAIndex = groupADivisors.Length;
|
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break;
|
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}
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}
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return EvaluateWithOpenNumericFallback(n);
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}
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@@ -232,53 +254,82 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
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? stackalloc int[endingOrder.Length]
|
||||
: new int[endingOrder.Length];
|
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while (true)
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||||
bool groupAHasMore = groupAIndex < groupADivisors.Length && (ulong)groupADivisors[groupAIndex] <= sqrtLimit;
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bool groupBHasMore = HasGroupBCandidates(endingOrder, indices, sqrtLimit);
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while (groupAHasMore || groupBHasMore)
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{
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||||
ulong bestCandidate = ulong.MaxValue;
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int bestEndingIndex = -1;
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for (int i = 0; i < endingOrder.Length; i++)
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||||
if (groupAHasMore)
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{
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||||
ReadOnlySpan<int> divisors = GetGroupBDivisors(endingOrder[i]);
|
||||
int index = indices[i];
|
||||
if ((uint)index >= (uint)divisors.Length)
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||||
int processed = 0;
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||||
while (processed < interleaveBatchSize && groupAIndex < groupADivisors.Length)
|
||||
{
|
||||
continue;
|
||||
ulong divisor = (ulong)groupADivisors[groupAIndex];
|
||||
if (divisor > sqrtLimit)
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||||
{
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||||
groupAIndex = groupADivisors.Length;
|
||||
groupAHasMore = false;
|
||||
break;
|
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}
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||||
if (n % divisor == 0UL)
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||||
{
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||||
return false;
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}
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||||
groupAIndex++;
|
||||
processed++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong candidate = (ulong)divisors[index];
|
||||
if (candidate > sqrtLimit)
|
||||
if (groupAIndex >= groupADivisors.Length)
|
||||
{
|
||||
indices[i] = divisors.Length;
|
||||
continue;
|
||||
groupAHasMore = false;
|
||||
}
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||||
|
||||
if (bestEndingIndex == -1 || candidate < bestCandidate)
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
bestCandidate = candidate;
|
||||
bestEndingIndex = i;
|
||||
groupAHasMore = (ulong)groupADivisors[groupAIndex] <= sqrtLimit;
|
||||
if (!groupAHasMore)
|
||||
{
|
||||
groupAIndex = groupADivisors.Length;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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|
||||
if (bestEndingIndex == -1)
|
||||
if (groupBHasMore)
|
||||
{
|
||||
break;
|
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}
|
||||
int processed = 0;
|
||||
while (processed < interleaveBatchSize)
|
||||
{
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||||
if (!TrySelectNextGroupBDivisor(endingOrder, indices, sqrtLimit, out ulong divisor))
|
||||
{
|
||||
groupBHasMore = false;
|
||||
break;
|
||||
}
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|
||||
if (n % bestCandidate == 0UL)
|
||||
{
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
if (n % divisor == 0UL)
|
||||
{
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
indices[bestEndingIndex]++;
|
||||
processed++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (groupBHasMore)
|
||||
{
|
||||
groupBHasMore = HasGroupBCandidates(endingOrder, indices, sqrtLimit);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
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||||
private bool HeuristicTrialDivisionGpuDetectsDivisor(ulong n, ulong sqrtLimit, byte nMod10)
|
||||
{
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||||
int batchCapacity = Math.Max(1, HeuristicGpuDivisorBatchSize);
|
||||
int interleaveBatchSize = Math.Max(1, HeuristicDivisorInterleaveBatchSize);
|
||||
var divisorPool = ThreadStaticPools.UlongPool;
|
||||
var hitPool = ThreadStaticPools.BytePool;
|
||||
|
||||
@@ -353,61 +404,87 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
|
||||
}
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||||
|
||||
ReadOnlySpan<int> groupADivisors = HeuristicPrimeSieves.GroupADivisors;
|
||||
for (int i = 0; i < groupADivisors.Length && !compositeDetected; i++)
|
||||
int groupAIndex = 0;
|
||||
ReadOnlySpan<byte> endingOrder = GetGroupBEndingOrder(nMod10);
|
||||
Span<int> indices = endingOrder.Length <= 8
|
||||
? stackalloc int[endingOrder.Length]
|
||||
: new int[endingOrder.Length];
|
||||
|
||||
bool groupAHasMore = groupAIndex < groupADivisors.Length && (ulong)groupADivisors[groupAIndex] <= sqrtLimit;
|
||||
bool groupBHasMore = !endingOrder.IsEmpty && HasGroupBCandidates(endingOrder, indices, sqrtLimit);
|
||||
|
||||
while (!compositeDetected && (groupAHasMore || groupBHasMore))
|
||||
{
|
||||
ulong divisor = (ulong)groupADivisors[i];
|
||||
if (divisor > sqrtLimit)
|
||||
if (groupAHasMore)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
compositeDetected = QueueDivisor(divisor);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (!compositeDetected)
|
||||
{
|
||||
ReadOnlySpan<byte> endingOrder = GetGroupBEndingOrder(nMod10);
|
||||
if (!endingOrder.IsEmpty)
|
||||
{
|
||||
Span<int> indices = endingOrder.Length <= 8
|
||||
? stackalloc int[endingOrder.Length]
|
||||
: new int[endingOrder.Length];
|
||||
|
||||
while (!compositeDetected)
|
||||
int processed = 0;
|
||||
while (processed < interleaveBatchSize && groupAIndex < groupADivisors.Length)
|
||||
{
|
||||
ulong bestCandidate = ulong.MaxValue;
|
||||
int bestEndingIndex = -1;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < endingOrder.Length; i++)
|
||||
ulong divisor = (ulong)groupADivisors[groupAIndex];
|
||||
if (divisor > sqrtLimit)
|
||||
{
|
||||
ReadOnlySpan<int> divisors = GetGroupBDivisors(endingOrder[i]);
|
||||
int index = indices[i];
|
||||
if ((uint)index >= (uint)divisors.Length)
|
||||
{
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong candidate = (ulong)divisors[index];
|
||||
if (candidate > sqrtLimit)
|
||||
{
|
||||
indices[i] = divisors.Length;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (bestEndingIndex == -1 || candidate < bestCandidate)
|
||||
{
|
||||
bestCandidate = candidate;
|
||||
bestEndingIndex = i;
|
||||
}
|
||||
groupAIndex = groupADivisors.Length;
|
||||
groupAHasMore = false;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (bestEndingIndex == -1)
|
||||
compositeDetected = QueueDivisor(divisor);
|
||||
if (compositeDetected)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
compositeDetected = QueueDivisor(bestCandidate);
|
||||
indices[bestEndingIndex]++;
|
||||
groupAIndex++;
|
||||
processed++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (compositeDetected)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (groupAIndex >= groupADivisors.Length)
|
||||
{
|
||||
groupAHasMore = false;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
groupAHasMore = (ulong)groupADivisors[groupAIndex] <= sqrtLimit;
|
||||
if (!groupAHasMore)
|
||||
{
|
||||
groupAIndex = groupADivisors.Length;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (groupBHasMore)
|
||||
{
|
||||
int processed = 0;
|
||||
while (processed < interleaveBatchSize)
|
||||
{
|
||||
if (!TrySelectNextGroupBDivisor(endingOrder, indices, sqrtLimit, out ulong divisor))
|
||||
{
|
||||
groupBHasMore = false;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
compositeDetected = QueueDivisor(divisor);
|
||||
if (compositeDetected)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
processed++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (compositeDetected)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (groupBHasMore)
|
||||
{
|
||||
groupBHasMore = HasGroupBCandidates(endingOrder, indices, sqrtLimit);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -425,16 +502,16 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
|
||||
}
|
||||
finally
|
||||
{
|
||||
if (hitFlags is not null)
|
||||
{
|
||||
hitPool.Return(hitFlags);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (divisorArray is not null)
|
||||
{
|
||||
divisorPool.Return(divisorArray);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (hitFlags is not null)
|
||||
{
|
||||
hitPool.Return(hitFlags);
|
||||
}
|
||||
|
||||
gpu.Dispose();
|
||||
limiter.Dispose();
|
||||
}
|
||||
@@ -442,6 +519,8 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
|
||||
return compositeDetected;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
private static bool EvaluateWithOpenNumericFallback(ulong n)
|
||||
{
|
||||
return Prime.Numbers.IsPrime(n);
|
||||
@@ -479,6 +558,72 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
|
||||
_ => ReadOnlySpan<byte>.Empty,
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||
private static bool TrySelectNextGroupBDivisor(ReadOnlySpan<byte> endingOrder, Span<int> indices, ulong sqrtLimit, out ulong divisor)
|
||||
{
|
||||
ulong bestCandidate = ulong.MaxValue;
|
||||
int bestEndingIndex = -1;
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < endingOrder.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
ReadOnlySpan<int> divisors = GetGroupBDivisors(endingOrder[i]);
|
||||
int index = indices[i];
|
||||
if ((uint)index >= (uint)divisors.Length)
|
||||
{
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong candidate = (ulong)divisors[index];
|
||||
if (candidate > sqrtLimit)
|
||||
{
|
||||
indices[i] = divisors.Length;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (bestEndingIndex == -1 || candidate < bestCandidate)
|
||||
{
|
||||
bestCandidate = candidate;
|
||||
bestEndingIndex = i;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (bestEndingIndex == -1)
|
||||
{
|
||||
divisor = 0UL;
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
divisor = bestCandidate;
|
||||
indices[bestEndingIndex]++;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||
private static bool HasGroupBCandidates(ReadOnlySpan<byte> endingOrder, Span<int> indices, ulong sqrtLimit)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < endingOrder.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
ReadOnlySpan<int> divisors = GetGroupBDivisors(endingOrder[i]);
|
||||
int index = indices[i];
|
||||
if ((uint)index >= (uint)divisors.Length)
|
||||
{
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ulong candidate = (ulong)divisors[index];
|
||||
if (candidate > sqrtLimit)
|
||||
{
|
||||
indices[i] = divisors.Length;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private static ReadOnlySpan<int> GetGroupBDivisors(byte ending) => ending switch
|
||||
{
|
||||
1 => HeuristicPrimeSieves.GroupBDivisorsEnding1,
|
||||
@@ -906,6 +1051,8 @@ public sealed class PrimeTester(bool useInternal = false)
|
||||
|
||||
public static int HeuristicGpuDivisorBatchSize { get; set; } = 4_096;
|
||||
|
||||
public static int HeuristicDivisorInterleaveBatchSize { get; set; } = 64;
|
||||
|
||||
|
||||
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
||||
public static void IsPrimeBatchGpu(ReadOnlySpan<ulong> values, Span<byte> results)
|
||||
|
||||
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