মূল লেখায় যান
Beans

std.cpu and std.intrinsic

API সারমর্ম (Beans source থেকে npm run coverage দিয়ে বানানো): 17টা package function · 1টা type।

এই দুটো native module low-level CPU access দেয়। std.cpu machine-কে জিজ্ঞেস করে তার কী কী instruction-set feature আছে আর তার উপর কোড gate করে। std.intrinsic অল্প কয়েকটা নির্দিষ্ট hardware operation খুলে দেয়। দুটোই checker-এ typed, তাই এদের function-গুলো positional আর কোনো parameter name বহন করে না।

std.cpu

“std.cpu” সেকশন
import std.cpu
has(CpuFeature) -> bool
has_name(string) -> bool
  • has(CpuFeature.x) জিজ্ঞেস করে চলন্ত machine-এ x feature-টা আছে কি না।
  • has_name(name) একই প্রশ্ন করে, তবে feature-এর নাম string দিয়ে।

cpu.has program যে machine-এ সত্যিই চলছে সেটাকে জিজ্ঞেস করে, build target-কে নয়। CpuFeature কোনো নির্দিষ্ট enum না: valid selector-গুলো হলো বেছে নেওয়া target-এর feature নাম, আর সেগুলো call site-এই চেক করা হয়।

Architecture অনুযায়ী feature নাম:

  • x86-64: sse2, sse3, ssse3, sse4_1, sse4_2, popcnt, avx, avx2, fma, bmi, bmi2, f16c, aes, pclmul, avx512f। ISA-তে যে নামে একটা dot আছে (যেমন sse4.1) সেটা underscore দিয়ে লেখা হয় (sse4_1)।
  • AArch64: neon, fp16, dotprod, crc, aes।

Feature-gated function

“Feature-gated function” সেকশন

একটা function-এর body-কে চিহ্নিত করে দেওয়া যায় যে সেটা একটা feature-এর instruction ব্যবহার করার অনুমতি পেয়েছে:

feature "avx2" fn wide_add() {
    // may use AVX2 instructions
}

এমন একটা function call করতে হলে feature-টা যে আছে সেটা জানা থাকতে হবে। তিনটা ক্ষেত্রে সেটা সত্যি হয়: সেই feature-এর জন্য একটা if cpu.has(...) guard-এর ভেতরে, এমন আরেকটা function থেকে যেটা এমনিতেই feature-টা দাবি করে, কিংবা --features +avx2 দিয়ে বানানো একটা build-এ।

উদাহরণটা aes ব্যবহার করে, যেটা এমন অল্প কয়েকটা feature-এর একটা যেগুলোকে x86-64 আর AArch64 দুটোই একই নামে ডাকে, তাই এই এক file-ই যেকোনোটায় compile হয়:

import std.io
import std.cpu


feature "aes" fn fast_path() -> int {
    return 1
}


fn main() {
    if cpu.has(CpuFeature.aes) {
        io.println("fast path {fast_path()}")
    } else {
        io.println("scalar fallback")
    }
    io.println("has aes by name {cpu.has_name("aes")}")
}

feature-এর জন্য attributes guide দেখুন।

std.intrinsic

“std.intrinsic” সেকশন
import std.intrinsic

এগুলো একেকটা single hardware operation-এ map করে। এদের সবগুলোর জন্য unsafe লাগে, আর সেটটা একটা বন্ধ allowlist, এতে নতুন কিছু যোগ করা যায় না।

popcount(int) -> int
leading_zeros(int) -> int
trailing_zeros(int) -> int
bswap16(int) -> int
bswap32(int) -> int
bswap64(int) -> int
rotate_left(int, int) -> int
rotate_right(int, int) -> int
crc32c(int, int) -> int
sqrt(float) -> float
sqrt32(f32) -> f32
fma(float, float, float) -> float
fma32(f32, f32, f32) -> f32
prefetch(RawPtr<u8>)
spin_hint()
  • popcount set করা bit গোনে। leading_zeros আর trailing_zeros শুরুর আর শেষের zero bit গোনে; input শূন্য হলে 64 দেয়।
  • bswap16, bswap32, আর bswap64 byte order উল্টে দেয়। narrow form-গুলো low বাইটগুলোর উপর কাজ করে আর বাকিটা শূন্য রেখে দেয়।
  • rotate_left আর rotate_right প্রথম argument-এর bit-গুলোকে দ্বিতীয়টার সমান ঘোরায়।
  • sqrt আর sqrt32 হলো square root, float আর f32-এর জন্য। fma আর fma32 হলো fused multiply-add (a * b + c, একবারেই round করা)।
  • prefetch(ptr) CPU-কে ইঙ্গিত দেয় একটা cache line load করতে। spin_hint() ইঙ্গিত দেয় যে একটা spin loop চলছে। কোনোটারই কোনো দেখা-যাওয়া result নেই।
  • crc32c(acc, x) হলো একটা CRC-32C step। এটা feature-gated: x86-64-তে sse4.2 লাগে বা arm64-তে crc, আর 32-bit x86-এ এটা refuse করা হয়।
import std.io
import std.intrinsic


fn main() {
    unsafe {
        io.println("popcount {intrinsic.popcount(255)}")   // 8
        io.println("sqrt {intrinsic.sqrt(16.0)}")          // 4


        let block: RawPtr<u8> = RawPtr.alloc(64)
        intrinsic.prefetch(block)
        block.free()
        intrinsic.spin_hint()
        io.println("hints are safe to ignore")
    }
}

আরও দেখুন

“আরও দেখুন” সেকশন