是否有任何Delphi实现的MurMurHash3?

时间:2015-06-19 16:25:40

标签: delphi murmurhash

是否有任何Delphi实现的MurMurHash 3?我自己尝试实现它,但我的实现实际上比MurMurHash2慢。这是正常的吗? 还有其他实施吗?

这是我的:

function MurMur3_32(const S: AnsiString; const Seed: LongWord=$9747b28c): LongWord;
const
  c1 = $cc9e2d51;
  c2 = $1b873593;
  r1 = 15;
  r2 = 13;
  m = 5;
  n = $e6546b64;
var
    hash: LongWord;
    len: LongWord;
    k, k2: LongWord;
    data: Integer;
begin
  Hash := Seed;

    len := Length(S);

    //The default seed, $9747b28c, is from the original C library

    // Initialize the hash to a 'random' value
    hash := seed xor len;

    // Mix 4 bytes at a time into the hash
    data := 1;

    while(len >= 4) do
    begin
        k := PLongWord(@S[data])^;

        k := k*c1;
        k := (k shl r1) or (k shr (32 - r1));
        k := k*c2;


        hash := hash xor k;
        hash := ((hash shl r2) or (hash shr (32 - r2))) * m + n;

        Inc(Data, 4);
        Dec(len, 4);
    end;

    k2 := 0;

    {   Handle the last few bytes of the input array
            S: ... $69 $18 $2f
    }
    Assert(len <= 3);
    if len = 3 then
        k2 := k2 xor (LongWord(s[data+2]) shl 16);
    if len >= 2 then
        k2 := k2 xor (LongWord(s[data+1]) shl 8);
    if len >= 1 then
    begin
        k2 := k2 xor (LongWord(s[data]));
        k2 := k2 * c1;
        k2 := (k2 shl r1) or (k2 shr (32 - r1));
        k2 := k2 * c2;
        hash := hash xor k2;
    end;

    // Do a few final mixes of the hash to ensure the last few
    // bytes are well-incorporated.
    len := Length(S);

    hash := hash xor len;
    hash := hash xor (hash shr 16);
    hash := hash * $85ebca6b;
    hash := hash xor (hash shr 13);
    hash := hash * $c2b2ae35;
    hash := hash xor (hash shr 16);


    Result := hash;

end;

免责声明:我不知道Seed值是否正确。

1 个答案:

答案 0 :(得分:6)

我在https://github.com/JBontes/FastCode

的FastDefaults单元中有一个murmurhash3实现

这是Murmurhash3的源代码:

{$pointermath on}
function MurmurHash3(const [ref] HashData; Len: integer; Seed: integer = 0): integer;
const
  c1 = $CC9E2D51;
  c2 = $1B873593;
  r1 = 15;
  r2 = 13;
  m = 5;
  n = $E6546B64;
  f1 = $85EBCA6B;
  f2 = $C2B2AE35;
{$IFDEF purepascal}
var
  i, Len2: integer;
  k: cardinal;
  remaining: cardinal;
  Data: PCardinal;
label
  case1, case2, case3, final;
begin
  Result:= Seed;
  Data:= @HashData;
  for i:= 0 to (Len shr 2) - 1 do begin
    k:= Data[i];
    k:= k * c1;
    k:= (k shl r1) or (k shr (32 - r1));
    k:= k * c2;
    Result:= Result xor k;
    Result:= (Result shl r2) or (Result shr (32 - r2));
    Result:= Result * m + n;
  end; {for i}
  Len2:= Len;
  remaining:= 0;
  case Len and $3 of
    1: goto case1;
    2: goto case2;
    3: goto case3;
    else goto final;
  end;
case3:
  dec(Len2);
  inc(remaining, PByte(Data)[Len2] shl 16);
case2:
  dec(Len2);
  inc(remaining, PByte(Data)[Len2] shl 8);
case1:
  dec(Len2);
  inc(remaining, PByte(Data)[Len2]);
  remaining:= remaining * c1;
  remaining:= (remaining shl r1) or (remaining shr (32 - r1));
  remaining:= remaining * c2;
  Result:= Result xor remaining;
final:
  Result:= Result xor Len;

  Result:= Result xor (Result shr 16);
  Result:= Result * f1;
  Result:= Result xor (Result shr 13);
  Result:= Result * f2;
  Result:= Result xor (Result shr 16);
end;
{$ELSE}
{$REGION 'asm'}
{$IFDEF CPUx86}
  asm
    push EBX
    push EDI
    push ESI
    xchg ECX,EDX
    //EAX = data
    //ECX = count in bytes
    //EDX = seed
    mov  ESI,ECX
    shr  ECX,2
    jz @remaining_bytes
  @loop:
    mov  EDI,[EAX]
    imul EDI,EDI,c1
    rol  EDI,r1
    imul EDI,EDI,c2
    xor  EDX,EDI
    rol  EDX,r2
    lea  EDX,[EDX*4+EDX+n]
    lea  EAX,[EAX+4]
    dec  ECX
    jnz @loop
  @remaining_bytes:
    mov  ECX,ESI
    and  ECX,$3
    jz @finalization
    xor  EBX,EBX
    dec  ECX
    mov  BL,byte ptr [EAX+ECX]
    jz @process_remaining
    shl  EBX,8
    dec  ECX
    mov  BL,byte ptr [EAX+ECX]
    jz @process_remaining
    shl  EBX,8
    mov  BL,byte ptr [EAX]
  @process_remaining:
    imul EBX,EBX,c1
    rol  EBX,r1
    imul EBX,EBX,c2
    xor  EDX,EBX
  @finalization:
    xor  EDX,ESI
    mov  EAX,EDX
    shr  EDX,16
    xor  EDX,EAX
    imul EDX,EDX,f1
    mov  EAX,EDX
    shr  EDX,13
    xor  EDX,EAX
    imul EDX,EDX,f2
    mov  EAX,EDX
    shr  EDX,16
    xor  EAX,EDX
    pop  ESI
    pop  EDI
    pop  EBX
end;
{$ENDIF}
{$IFDEF CPUx64}
asm
  push RBX
  push RDI
  push RSI
  mov  RAX,RCX
  mov  RCX,RDX
  mov  RDX,R8
  //RAX = data
  //RCX = count in bytes
  //RDX = seed
  mov  ESI,ECX
  shr  ECX,2
  jz @remaining_bytes
@loop:
  mov  EDI, dword ptr [RAX]
  imul EDI,EDI,c1
  rol  EDI,r1
  imul EDI,EDI,c2
  xor  EDX,EDI
  rol  EDX,r2
  lea  EDX,dword ptr [EDX*4+EDX+n] // *5 + n
  lea  RAX,qword ptr [RAX+4]
  dec  ECX
  jnz @loop
@remaining_bytes:
  mov  ECX,ESI
  and  ECX,$3
  jz @finalization
  xor  RBX,RBX
  dec  ECX
  mov  BL,byte ptr [RAX+RCX]
  jz @process_remaining
  shl  EBX,8
  dec  ECX
  mov  BL,byte ptr [RAX+RCX]
  jz @process_remaining
  shl  EBX,8
  mov  BL,byte ptr [RAX]
@process_remaining:
  imul EBX,EBX,c1
  rol  EBX,r1
  imul EBX,EBX,c2
  xor  EDX,EBX
@finalization:
  xor  EDX,ESI
  mov  EAX,EDX
  shr  EDX,16
  xor  EDX,EAX
  imul EDX,EDX,f1
  mov  EAX,EDX
  shr  EDX,13
  xor  EDX,EAX
  imul EDX,EDX,f2
  mov  EAX,EDX
  shr  EDX,16
  xor  EAX,EDX
  pop  RSI
  pop  RDI
  pop  RBX
end;
{$ENDIF}
{$ENDREGION}
{$ENDIF}

goto用于模拟C的切换/案例陈述 这种代码更容易用asm编写,它具有比asm Delphi生成的更好的寄存器用法。

为什么你的代码慢了
他只有我能看到问题在这里:

Project42.dpr.54: while(len >= 4) do    //a for loop is faster.
00420E17 83FE04           cmp esi,$04
00420E1A 7242             jb $00420e5e

//This translates into inefficient code
Project42.dpr.56: k := PLongWord(@S[data])^;  
00420E1C 8B0424           mov eax,[esp]
00420E1F 8D4438FF         lea eax,[eax+edi-$01]
00420E23 8B00             mov eax,[eax]

三个间接记忆参考和read is misaligned !!
有关详细信息,请参阅此处:Purpose of memory alignment 不介意接受的答案,请参阅第二个答案
在双字边界上应始终读取双字 @pointer^技巧使编译器增加了额外的间接级别(以及额外的内存往返(Oops))。
使用{$pointermath on}并将指针作为数组处理。

整数!=指针
使用integer存储指针也是错误的 它将在X64中突破。 改为使用NativeUInt。

我的版本中的等效代码转换为:

Project42.dpr.128: Data:= @HashData;
00420FCD 89442404         mov [esp+$04],eax
Project42.dpr.129: for i:= 0 to (Len shr 2) - 1 do begin
00420FD1 8B1C24           mov ebx,[esp]
00420FD4 C1EB02           shr ebx,$02
00420FD7 4B               dec ebx
00420FD8 85DB             test ebx,ebx
00420FDA 7C3E             jl $0042101a
00420FDC 43               inc ebx
00420FDD 33D2             xor edx,edx
////------------------------------------------///
Project42.dpr.130: k:= Data[i];
00420FDF 8B442404         mov eax,[esp+$04]
00420FE3 8B0490           mov eax,[eax+edx*4]

请注意, no 减少了不需要的间接内存引用,并且读取正确对齐。

当然asm版本略胜一筹,但asm和pascal版本之间的差异应该小于两个Pascal版本之间的差异。

这是我认为你的表现被浪费的地方 未对齐的读取会占用X86上的大量(浪费)周期 在其他处理器上,放缓甚至更糟。

代码的其他问题
将您的实现限制为字符串是一件坏事 如果我想哈希记录怎么办? 不要将二进制数据强制转换为字符串 字符串不适合二进制数据 只需使用无类型参数和指针。

种子价值
我认为没有正确的种子值。我理解种子的方式就在那里,你可以将调用链接到Murmurhash 您使用第一个哈希的输出作为第二次运行的种子 这样,您可以输入2个变量并获得相同的输出,就像您一次处理这两个变量一样。

让我知道他们如何对付您的代码。