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trying a faster keccak.

cl-refactor
Jan Willem Penterman 9 years ago
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109aaa783c
  1. 22
      libethash-cuda/dagger_shared.cuh
  2. 19
      libethash-cuda/dagger_shuffled.cuh
  3. 1
      libethash-cuda/ethash_cuda_miner_kernel.h
  4. 458
      libethash-cuda/keccak.cuh

22
libethash-cuda/dagger_shared.cuh

@ -21,16 +21,8 @@ __device__ hash64_t init_hash(uint64_t nonce)
state[2] = d_header.uint64s[2];
state[3] = d_header.uint64s[3];
state[4] = nonce;
state[5] = 0x0000000000000001;
state[6] = 0;
state[7] = 0;
state[8] = 0x8000000000000000;
for (uint32_t i = 9; i < 25; i++)
{
state[i] = 0;
}
keccak_f1600_block((uint2 *)state, 8);
keccak_f1600_init((uint2 *)state);
copy(init.uint64s, state, 8);
return init;
}
@ -83,18 +75,8 @@ __device__ hash32_t final_hash(hash64_t const* init, hash32_t const* mix)
// keccak_256(keccak_512(header..nonce) .. mix);
copy(state, init->uint64s, 8);
copy(state + 8, mix->uint64s, 4);
state[12] = 0x0000000000000001;
for (uint32_t i = 13; i < 16; i++)
{
state[i] = 0;
}
state[16] = 0x8000000000000000;
for (uint32_t i = 17; i < 25; i++)
{
state[i] = 0;
}
keccak_f1600_block((uint2 *)state, 1);
keccak_f1600_final((uint2 *)state);
// copy out
copy(hash.uint64s, state, 4);

19
libethash-cuda/dagger_shuffled.cuh

@ -9,19 +9,14 @@ __device__ uint64_t compute_hash_shuffle(
{
// sha3_512(header .. nonce)
uint2 state[25];
state[0] = d_header.uint2s[0];
state[1] = d_header.uint2s[1];
state[2] = d_header.uint2s[2];
state[3] = d_header.uint2s[3];
state[4] = vectorize(nonce);
state[5] = vectorize(0x0000000000000001ULL);
for (uint32_t i = 6; i < 25; i++)
{
state[i] = make_uint2(0, 0);
}
state[8] = vectorize(0x8000000000000000ULL);
keccak_f1600_block(state,8);
keccak_f1600_init(state);
// Threads work together in this phase in groups of 8.
const int thread_id = threadIdx.x & (THREADS_PER_HASH - 1);
@ -94,13 +89,7 @@ __device__ uint64_t compute_hash_shuffle(
}
// keccak_256(keccak_512(header..nonce) .. mix);
state[12] = vectorize(0x0000000000000001ULL);
for (uint32_t i = 13; i < 25; i++)
{
state[i] = vectorize(0ULL);
}
state[16] = vectorize(0x8000000000000000);
keccak_f1600_block(state, 1);
keccak_f1600_final(state);
return devectorize(state[0]);
}

1
libethash-cuda/ethash_cuda_miner_kernel.h

@ -57,6 +57,7 @@ void run_ethash_search(
uint64_t start_nonce
);
#define CUDA_SAFE_CALL(call) \
do { \
cudaError_t err = call; \

458
libethash-cuda/keccak.cuh

@ -52,12 +52,132 @@ uint2 chi(const uint2 a, const uint2 b, const uint2 c) {
#endif
__device__ __forceinline__ void keccak_f1600_block(uint2* s, uint32_t out_size)
__device__ __forceinline__ void keccak_f1600_init(uint2* s)
{
uint2 t[5], u, v;
s[5] = vectorize(0x0000000000000001ULL);
for (uint32_t i = 6; i < 25; i++)
{
s[i] = make_uint2(0, 0);
}
s[8] = vectorize(0x8000000000000000ULL);
/* theta: c = a[0,i] ^ a[1,i] ^ .. a[4,i] */
t[0] = s[0] ^ s[5];
t[1] = s[1] ^ s[11];
t[2] = s[2];
t[3] = s[3] ^ s[8];
t[4] = s[4];
/* theta: d[i] = c[i+4] ^ rotl(c[i+1],1) */
/* theta: a[0,i], a[1,i], .. a[4,i] ^= d[i] */
u = ROL2(t[1], 1);
s[0] = xor3(s[0], t[4], u);
s[5] = xor3(s[5], t[4], u);
s[10] = xor3(s[10], t[4], u);
s[15] = xor3(s[15], t[4], u);
s[20] = xor3(s[20], t[4], u);
u = ROL2(t[2], 1);
s[1] = xor3(s[1], t[0], u);
s[6] = xor3(s[6], t[0], u);
s[11] = xor3(s[11], t[0], u);
s[16] = xor3(s[16], t[0], u);
s[21] = xor3(s[21], t[0], u);
u = ROL2(t[3], 1);
s[2] = xor3(s[2], t[1], u);
s[7] = xor3(s[7], t[1], u);
s[12] = xor3(s[12], t[1], u);
s[17] = xor3(s[17], t[1], u);
s[22] = xor3(s[22], t[1], u);
u = ROL2(t[4], 1);
s[3] = xor3(s[3], t[2], u);
s[8] = xor3(s[8], t[2], u);
s[13] = xor3(s[13], t[2], u);
s[18] = xor3(s[18], t[2], u);
s[23] = xor3(s[23], t[2], u);
u = ROL2(t[0], 1);
s[4] = xor3(s[4], t[3], u);
s[9] = xor3(s[9], t[3], u);
s[14] = xor3(s[14], t[3], u);
s[19] = xor3(s[19], t[3], u);
s[24] = xor3(s[24], t[3], u);
/* rho pi: b[..] = rotl(a[..], ..) */
u = s[1];
for (int i = 0; i < 24; i++)
s[1] = ROL2(s[6], 44);
s[6] = ROL2(s[9], 20);
s[9] = ROL2(s[22], 61);
s[22] = ROL2(s[14], 39);
s[14] = ROL2(s[20], 18);
s[20] = ROL2(s[2], 62);
s[2] = ROL2(s[12], 43);
s[12] = ROL2(s[13], 25);
s[13] = ROL2(s[19], 8);
s[19] = ROL2(s[23], 56);
s[23] = ROL2(s[15], 41);
s[15] = ROL2(s[4], 27);
s[4] = ROL2(s[24], 14);
s[24] = ROL2(s[21], 2);
s[21] = ROL2(s[8], 55);
s[8] = ROL2(s[16], 45);
s[16] = ROL2(s[5], 36);
s[5] = ROL2(s[3], 28);
s[3] = ROL2(s[18], 21);
s[18] = ROL2(s[17], 15);
s[17] = ROL2(s[11], 10);
s[11] = ROL2(s[7], 6);
s[7] = ROL2(s[10], 3);
s[10] = ROL2(u, 1);
/* chi: a[i,j] ^= ~b[i,j+1] & b[i,j+2] */
u = s[0]; v = s[1];
s[0] = chi(s[0], s[1], s[2]);
s[1] = chi(s[1], s[2], s[3]);
s[2] = chi(s[2], s[3], s[4]);
s[3] = chi(s[3], s[4], u);
s[4] = chi(s[4], u, v);
u = s[5]; v = s[6];
s[5] = chi(s[5], s[6], s[7]);
s[6] = chi(s[6], s[7], s[8]);
s[7] = chi(s[7], s[8], s[9]);
s[8] = chi(s[8], s[9], u);
s[9] = chi(s[9], u, v);
u = s[10]; v = s[11];
s[10] = chi(s[10], s[11], s[12]);
s[11] = chi(s[11], s[12], s[13]);
s[12] = chi(s[12], s[13], s[14]);
s[13] = chi(s[13], s[14], u);
s[14] = chi(s[14], u, v);
u = s[15]; v = s[16];
s[15] = chi(s[15], s[16], s[17]);
s[16] = chi(s[16], s[17], s[18]);
s[17] = chi(s[17], s[18], s[19]);
s[18] = chi(s[18], s[19], u);
s[19] = chi(s[19], u, v);
u = s[20]; v = s[21];
s[20] = chi(s[20], s[21], s[22]);
s[21] = chi(s[21], s[22], s[23]);
s[22] = chi(s[22], s[23], s[24]);
s[23] = chi(s[23], s[24], u);
s[24] = chi(s[24], u, v);
/* iota: a[0,0] ^= round constant */
s[0] ^= vectorize(keccak_round_constants[0]);
for (int i = 1; i < 23; i++)
{
/* theta: c = a[0,i] ^ a[1,i] ^ .. a[4,i] */
t[0] = xor5(s[0] , s[5] , s[10] , s[15] , s[20]);
@ -133,34 +253,325 @@ __device__ __forceinline__ void keccak_f1600_block(uint2* s, uint32_t out_size)
s[7] = ROL2(s[10], 3);
s[10] = ROL2(u, 1);
// squeeze this in here
/* chi: a[i,j] ^= ~b[i,j+1] & b[i,j+2] */
u = s[0];
u = s[0]; v = s[1];
s[0] = chi(s[0], s[1], s[2]);
s[1] = chi(s[1], s[2], s[3]);
s[2] = chi(s[2], s[3], s[4]);
s[3] = chi(s[3], s[4], u);
s[4] = chi(s[4], u, v);
u = s[5]; v = s[6];
s[5] = chi(s[5], s[6], s[7]);
s[6] = chi(s[6], s[7], s[8]);
s[7] = chi(s[7], s[8], s[9]);
s[8] = chi(s[8], s[9], u);
s[9] = chi(s[9], u, v);
u = s[10]; v = s[11];
s[10] = chi(s[10], s[11], s[12]);
s[11] = chi(s[11], s[12], s[13]);
s[12] = chi(s[12], s[13], s[14]);
s[13] = chi(s[13], s[14], u);
s[14] = chi(s[14], u, v);
u = s[15]; v = s[16];
s[15] = chi(s[15], s[16], s[17]);
s[16] = chi(s[16], s[17], s[18]);
s[17] = chi(s[17], s[18], s[19]);
s[18] = chi(s[18], s[19], u);
s[19] = chi(s[19], u, v);
u = s[20]; v = s[21];
s[20] = chi(s[20], s[21], s[22]);
s[21] = chi(s[21], s[22], s[23]);
s[22] = chi(s[22], s[23], s[24]);
s[23] = chi(s[23], s[24], u);
s[24] = chi(s[24], u, v);
/* iota: a[0,0] ^= round constant */
s[0] ^= vectorize(keccak_round_constants[i]);
if (i == 23 && out_size == 1) return;
}
/* theta: c = a[0,i] ^ a[1,i] ^ .. a[4,i] */
t[0] = xor5(s[0], s[5], s[10], s[15], s[20]);
t[1] = xor5(s[1], s[6], s[11], s[16], s[21]);
t[2] = xor5(s[2], s[7], s[12], s[17], s[22]);
t[3] = xor5(s[3], s[8], s[13], s[18], s[23]);
t[4] = xor5(s[4], s[9], s[14], s[19], s[24]);
/* theta: d[i] = c[i+4] ^ rotl(c[i+1],1) */
/* theta: a[0,i], a[1,i], .. a[4,i] ^= d[i] */
u = ROL2(t[1], 1);
s[0] = xor3(s[0], t[4], u);
s[10] = xor3(s[10], t[4], u);
u = ROL2(t[2], 1);
s[6] = xor3(s[6], t[0], u);
s[16] = xor3(s[16], t[0], u);
u = ROL2(t[3], 1);
s[12] = xor3(s[12], t[1], u);
s[22] = xor3(s[22], t[1], u);
u = ROL2(t[4], 1);
s[3] = xor3(s[3], t[2], u);
s[18] = xor3(s[18], t[2], u);
u = ROL2(t[0], 1);
s[9] = xor3(s[9], t[3], u);
s[24] = xor3(s[24], t[3], u);
/* rho pi: b[..] = rotl(a[..], ..) */
u = s[1];
s[1] = ROL2(s[6], 44);
s[6] = ROL2(s[9], 20);
s[9] = ROL2(s[22], 61);
s[2] = ROL2(s[12], 43);
s[4] = ROL2(s[24], 14);
s[8] = ROL2(s[16], 45);
s[5] = ROL2(s[3], 28);
s[3] = ROL2(s[18], 21);
s[7] = ROL2(s[10], 3);
/* chi: a[i,j] ^= ~b[i,j+1] & b[i,j+2] */
u = s[0]; v = s[1];
s[0] = chi(s[0], s[1], s[2]);
s[1] = chi(s[1], s[2], s[3]);
s[2] = chi(s[2], s[3], s[4]);
s[3] = chi(s[3], s[4], u);
s[4] = chi(s[4], u, v);
u = s[5]; v = s[6];
s[5] = chi(s[5], s[6], s[7]);
s[6] = chi(s[6], s[7], s[8]);
s[7] = chi(s[7], s[8], s[9]);
/* iota: a[0,0] ^= round constant */
s[0] ^= vectorize(keccak_round_constants[23]);
}
__device__ __forceinline__ void keccak_f1600_final(uint2* s)
{
uint2 t[5], u, v;
s[12] = vectorize(0x0000000000000001ULL);
for (uint32_t i = 13; i < 25; i++)
{
s[i] = vectorize(0ULL);
}
s[16] = vectorize(0x8000000000000000);
/* theta: c = a[0,i] ^ a[1,i] ^ .. a[4,i] */
t[0] = xor3(s[0], s[5], s[10]);
t[1] = xor3(s[1], s[6], s[11]) ^ s[16];
t[2] = xor3(s[2], s[7], s[12]);
t[3] = s[3] ^ s[8];
t[4] = s[4] ^ s[9];
/* theta: d[i] = c[i+4] ^ rotl(c[i+1],1) */
/* theta: a[0,i], a[1,i], .. a[4,i] ^= d[i] */
u = ROL2(t[1], 1);
s[0] = xor3(s[0], t[4], u);
s[5] = xor3(s[5], t[4], u);
s[10] = xor3(s[10], t[4], u);
s[15] = xor3(s[15], t[4], u);
s[20] = xor3(s[20], t[4], u);
u = ROL2(t[2], 1);
s[1] = xor3(s[1], t[0], u);
s[6] = xor3(s[6], t[0], u);
s[11] = xor3(s[11], t[0], u);
s[16] = xor3(s[16], t[0], u);
s[21] = xor3(s[21], t[0], u);
u = ROL2(t[3], 1);
s[2] = xor3(s[2], t[1], u);
s[7] = xor3(s[7], t[1], u);
s[12] = xor3(s[12], t[1], u);
s[17] = xor3(s[17], t[1], u);
s[22] = xor3(s[22], t[1], u);
u = ROL2(t[4], 1);
s[3] = xor3(s[3], t[2], u);
s[8] = xor3(s[8], t[2], u);
s[13] = xor3(s[13], t[2], u);
s[18] = xor3(s[18], t[2], u);
s[23] = xor3(s[23], t[2], u);
u = ROL2(t[0], 1);
s[4] = xor3(s[4], t[3], u);
s[9] = xor3(s[9], t[3], u);
s[14] = xor3(s[14], t[3], u);
s[19] = xor3(s[19], t[3], u);
s[24] = xor3(s[24], t[3], u);
/* rho pi: b[..] = rotl(a[..], ..) */
u = s[1];
s[1] = ROL2(s[6], 44);
s[6] = ROL2(s[9], 20);
s[9] = ROL2(s[22], 61);
s[22] = ROL2(s[14], 39);
s[14] = ROL2(s[20], 18);
s[20] = ROL2(s[2], 62);
s[2] = ROL2(s[12], 43);
s[12] = ROL2(s[13], 25);
s[13] = ROL2(s[19], 8);
s[19] = ROL2(s[23], 56);
s[23] = ROL2(s[15], 41);
s[15] = ROL2(s[4], 27);
s[4] = ROL2(s[24], 14);
s[24] = ROL2(s[21], 2);
s[21] = ROL2(s[8], 55);
s[8] = ROL2(s[16], 45);
s[16] = ROL2(s[5], 36);
s[5] = ROL2(s[3], 28);
s[3] = ROL2(s[18], 21);
s[18] = ROL2(s[17], 15);
s[17] = ROL2(s[11], 10);
s[11] = ROL2(s[7], 6);
s[7] = ROL2(s[10], 3);
s[10] = ROL2(u, 1);
/* chi: a[i,j] ^= ~b[i,j+1] & b[i,j+2] */
u = s[0]; v = s[1];
s[0] = chi(s[0], s[1], s[2]);
s[1] = chi(s[1], s[2], s[3]);
s[2] = chi(s[2], s[3], s[4]);
s[3] = chi(s[3], s[4], u);
s[4] = chi(s[4], u, v);
u = s[5]; v = s[6];
s[5] = chi(s[5], s[6], s[7]);
s[6] = chi(s[6], s[7], s[8]);
s[7] = chi(s[7], s[8], s[9]);
s[8] = chi(s[8], s[9], u);
s[9] = chi(s[9], u, v);
u = s[10]; v = s[11];
s[10] = chi(s[10], s[11], s[12]);
s[11] = chi(s[11], s[12], s[13]);
s[12] = chi(s[12], s[13], s[14]);
s[13] = chi(s[13], s[14], u);
s[14] = chi(s[14], u, v);
v = s[1];
// continue chi
u = s[15]; v = s[16];
s[15] = chi(s[15], s[16], s[17]);
s[16] = chi(s[16], s[17], s[18]);
s[17] = chi(s[17], s[18], s[19]);
s[18] = chi(s[18], s[19], u);
s[19] = chi(s[19], u, v);
u = s[20]; v = s[21];
s[20] = chi(s[20], s[21], s[22]);
s[21] = chi(s[21], s[22], s[23]);
s[22] = chi(s[22], s[23], s[24]);
s[23] = chi(s[23], s[24], u);
s[24] = chi(s[24], u, v);
/* iota: a[0,0] ^= round constant */
s[0] ^= vectorize(keccak_round_constants[0]);
for (int i = 1; i < 23; i++)
{
/* theta: c = a[0,i] ^ a[1,i] ^ .. a[4,i] */
t[0] = xor5(s[0], s[5], s[10], s[15], s[20]);
t[1] = xor5(s[1], s[6], s[11], s[16], s[21]);
t[2] = xor5(s[2], s[7], s[12], s[17], s[22]);
t[3] = xor5(s[3], s[8], s[13], s[18], s[23]);
t[4] = xor5(s[4], s[9], s[14], s[19], s[24]);
/* theta: d[i] = c[i+4] ^ rotl(c[i+1],1) */
/* theta: a[0,i], a[1,i], .. a[4,i] ^= d[i] */
u = ROL2(t[1], 1);
s[0] = xor3(s[0], t[4], u);
s[5] = xor3(s[5], t[4], u);
s[10] = xor3(s[10], t[4], u);
s[15] = xor3(s[15], t[4], u);
s[20] = xor3(s[20], t[4], u);
u = ROL2(t[2], 1);
s[1] = xor3(s[1], t[0], u);
s[6] = xor3(s[6], t[0], u);
s[11] = xor3(s[11], t[0], u);
s[16] = xor3(s[16], t[0], u);
s[21] = xor3(s[21], t[0], u);
u = ROL2(t[3], 1);
s[2] = xor3(s[2], t[1], u);
s[7] = xor3(s[7], t[1], u);
s[12] = xor3(s[12], t[1], u);
s[17] = xor3(s[17], t[1], u);
s[22] = xor3(s[22], t[1], u);
u = ROL2(t[4], 1);
s[3] = xor3(s[3], t[2], u);
s[8] = xor3(s[8], t[2], u);
s[13] = xor3(s[13], t[2], u);
s[18] = xor3(s[18], t[2], u);
s[23] = xor3(s[23], t[2], u);
u = ROL2(t[0], 1);
s[4] = xor3(s[4], t[3], u);
s[9] = xor3(s[9], t[3], u);
s[14] = xor3(s[14], t[3], u);
s[19] = xor3(s[19], t[3], u);
s[24] = xor3(s[24], t[3], u);
/* rho pi: b[..] = rotl(a[..], ..) */
u = s[1];
s[1] = ROL2(s[6], 44);
s[6] = ROL2(s[9], 20);
s[9] = ROL2(s[22], 61);
s[22] = ROL2(s[14], 39);
s[14] = ROL2(s[20], 18);
s[20] = ROL2(s[2], 62);
s[2] = ROL2(s[12], 43);
s[12] = ROL2(s[13], 25);
s[13] = ROL2(s[19], 8);
s[19] = ROL2(s[23], 56);
s[23] = ROL2(s[15], 41);
s[15] = ROL2(s[4], 27);
s[4] = ROL2(s[24], 14);
s[24] = ROL2(s[21], 2);
s[21] = ROL2(s[8], 55);
s[8] = ROL2(s[16], 45);
s[16] = ROL2(s[5], 36);
s[5] = ROL2(s[3], 28);
s[3] = ROL2(s[18], 21);
s[18] = ROL2(s[17], 15);
s[17] = ROL2(s[11], 10);
s[11] = ROL2(s[7], 6);
s[7] = ROL2(s[10], 3);
s[10] = ROL2(u, 1);
/* chi: a[i,j] ^= ~b[i,j+1] & b[i,j+2] */
u = s[0]; v = s[1];
s[0] = chi(s[0], s[1], s[2]);
s[1] = chi(s[1], s[2], s[3]);
s[2] = chi(s[2], s[3], s[4]);
s[3] = chi(s[3], s[4], u);
s[4] = chi(s[4], u, v);
u = s[5]; v = s[6];
u = s[5]; v = s[6];
s[5] = chi(s[5], s[6], s[7]);
s[6] = chi(s[6], s[7], s[8]);
s[7] = chi(s[7], s[8], s[9]);
if (i == 23) return;
s[8] = chi(s[8], s[9], u);
s[9] = chi(s[9], u, v);
u = s[10]; v = s[11];
u = s[10]; v = s[11];
s[10] = chi(s[10], s[11], s[12]);
s[11] = chi(s[11], s[12], s[13]);
s[12] = chi(s[12], s[13], s[14]);
@ -180,5 +591,26 @@ __device__ __forceinline__ void keccak_f1600_block(uint2* s, uint32_t out_size)
s[22] = chi(s[22], s[23], s[24]);
s[23] = chi(s[23], s[24], u);
s[24] = chi(s[24], u, v);
/* iota: a[0,0] ^= round constant */
s[0] ^= vectorize(keccak_round_constants[i]);
}
t[0] = xor5(s[0], s[5], s[10], s[15], s[20]);
t[1] = xor5(s[1], s[6], s[11], s[16], s[21]);
t[2] = xor5(s[2], s[7], s[12], s[17], s[22]);
t[3] = xor5(s[3], s[8], s[13], s[18], s[23]);
t[4] = xor5(s[4], s[9], s[14], s[19], s[24]);
s[0] = xor3(s[0], t[4], ROL2(t[1], 1));
s[6] = xor3(s[6], t[0], ROL2(t[2], 1));
s[12] = xor3(s[12], t[1], ROL2(t[3], 1));
s[1] = ROL2(s[6], 44);
s[2] = ROL2(s[12], 43);
s[0] = chi(s[0], s[1], s[2]);
/* iota: a[0,0] ^= round constant */
s[0] ^= vectorize(keccak_round_constants[23]);
}
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