Radix sort 基數排序

2021-07-15 11:05:21 字數 2257 閱讀 6445

有關《gpu並行程式設計》(英文《

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a developer』s guide to parallel computing with gpus》) 第六章 中基數排序,其中並行排序的多執行緒排序,由於沒有具體較為詳細的介紹,對於初次接觸多執行緒的人略微困難。本文較為詳細的介紹此多執行緒基數排序**。

一:在解釋多執行緒的**之前,先解釋下單執行緒的序列**,如下:

__host__ void cpu_sort(u32 * const data,const u32 num_elements)

else

}// copy data back to source - first the zero list

for (u32 i=0; i

序列**執行過程,假設有 4 個整型資料元素的陣列 data ,並建立兩臨時空間cpu_tmp_0,cpu_tmp_1 如下圖:

只知考慮外迴圈bit=0時的迴圈情況,內層迴圈變數data中所有元素,執行過程如下圖:

記憶體迴圈首先訪問第乙個元素4,判斷4的末尾bit是0,所有將元素4儲存到cpu_tmp_0的第乙個位置;然後訪問第二個元素3,判斷3的末尾bit是1,所有將元素3儲存到cpu_tmp_1的第乙個位置;以此類推:以此方位第

三、四個元素,分別儲存到cpu_tmp_0、cpu_tmp_1的第二個位置。最後先將cpu_tmp_0的元素拷貝到data中對應位置中,在拷貝cpu_tmp_1中的元素。

當bit為其它值是,內層迴圈重複之前的計算過程。這個計算完成之後形成

乙個有序序列!

二:如果理解的單執行緒的計算過程,那麼多執行緒與單執行緒的

區別在於:

1、每個執行緒訪問的元素不再連續的,而是步長為n,n為執行緒總數。

2、計算結束之後,形成了n個有序的序列。

先看下多執行緒**,如下:

__device__ void radix_sort(u32 * const sort_tmp,const u32 num_lists,

const u32 num_elements,const u32 tid,

u32 * const sort_tmp_0,u32 * const sort_tmp_1)

else}}

// copy data back to source - first the zero list

for (u32 i=0; i在多執行緒中變數 base_cnt_0,base_cnt_1為每個執行緒私有變數,每個執行緒的步長為

num_lists,num_lists在這裡等於block中的執行緒數 。

在這裡也只知考慮外迴圈bit=0時的迴圈情況,假設內層迴圈變數sort_tmp中共有如上所示16個元素,假設只有1個block,block中有4個執行緒,那麼總共就是4個執行緒。那麼

num_lists的值就是4,即:每個執行緒的步長是4.

如上圖所示,4個執行緒每個執行緒處理乙個元素,每次迴圈就會處理4個元素。共有16個元素,也就是迴圈4次。0號執行緒只處理索引為0、4、8、12的元素(紅色塊),同理,1號執行緒只處理索引是1、5、9、13(黃色快);2號執行緒只處理索引為2、6、10、14的元素(藍色快);3號執行緒只處理索引為3、7、11、15的元素(綠色塊)。

只看0號執行緒,紅色塊部分,處理過程,如下圖:

0號執行緒只處理紅色塊的資料元素,且只能將sort_tmp中元素存放到,sort_tmp_0和sort_tmp_1中對應的紅色位置內,最後在將sort_tmp_0和sort_tmp_1中的元素拷貝回sort_tmp。

同理,對於1、2、3號執行緒結果如下,

這是bit=0的結果,bit為其它值,處理過程也是一樣的。最終將會得到4個有序的序列。即:紅、黃、藍、綠色塊分別組成的序列。

至此基數排序結束。當然要想得到最後的乙個完成的有序序列,則需後面章節講到的-合併。

(完)

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