what kinda randomgenerators are there?

[MichaelW]

daydreamer,

The returned values look OK, and over a small range (10) the distribution appears uniform, but over a larger range (100) the distribution contains gaps, with half of the values missing, and this problem is very apparent in the scatter plot (size the window to see the effect at different ranges). I get 19 cycles on my P3.

[daydreamer]

thanks Michael
latest version make 4 different kinds of randomgenerators in parallel, a cpuid case code testing SSE2 caps and it can be easily changed to generate 8 numbers in parallel
I also think its faster to split it into a initalization proc and a random Macro

Code:

seed dw 31415 ;seeds
seed2 dw 14142
seed3 dw 15915
seed4 dw 28159
c1    dw 12345 ;constants for adding
c2    dw 6789
c3    dw 54321
c4    dw 9876
c5    dd 69069 ;constants for multiplying
c6    dd 262262
.code
    lea ebx,seed ;initalize randomgenerator
    movq MM2,[ebx+16] ; should be placed separate in a initalization proc
    movq MM1,[ebx+8] ;ddinit

     ;proc ddrandom or make it a macro
    movq MM0,[ebx]
    pmullw MM0,MM2
    paddw MM0,MM1
    ;new seeds
    movq [ebx],MM0

[herge]

Hi *.*:

[table]D:\MASM32\BIN>test
000000CA        000000DA        00000098        00000088        000000C5
0000007A        00000029        00000023        00000001        000000D6
000000D0        000000D2        0000004D        0000005C        000000A7
00000085        0000008A        00000052        0000006A        000000CD
000000E1        000000E4        00000077        00000019        000000ED
000000D5        00000066        000000EB        0000002A        0000004F
0000001C        0000009C        0000001F        00000078        00000073
00000077        00000017        000000D5        000000EB        00000053
0000005A        00000093        000000FA        000000E7        0000003C
00000044        000000E1        00000083        0000007C        000000B6
00000038        000000F6        000000B9        000000DA        0000007D
000000B4        00000000        000000F4        00000063        00000097
000000BB        0000007E        000000B3        000000CB        00000080
0000007E        000000E8        000000B3        00000087        0000003D
000000EF        000000ED        000000CB        0000008D        000000AC
000000B3        00000018        00000021        00000022        0000003A
0000008A        0000009C        0000006C        000000E4        00000048
00000053        000000E3        00000050        00000071        000000F4
0000001E        000000A3        0000008F        0000008A        000000A1
000000A1        00000007        00000085        00000072        0000005B
00000051        000000D1        000000E4        0000009C        000000FA
00000012        00000052        00000054        000000B6        00000098
0000009A        000000A3        00000002        000000A8        00000082
00000053        0000001B        00000018        0000007A        000000D1
00000056        0000006F        00000043        00000006        0000000D
00000002        00000077        00000090        000000B3        000000BC
0000000E        00000044        000000D3        00000086        0000003B
000000FF        000000EC        00000085        0000005B        0000001B
0000008E        000000A3        000000BB        0000002A        00000013
00000013        0000007C        000000B0        000000E4        000000C8
000000D7        00000011        00000029        00000011        00000084
000000EB        0000003E        000000CB        0000000B        0000007E
00000067        000000E6        0000003E        000000F6        00000090
00000026        0000002C        000000A7        00000010        0000005E
00000039        0000008E        000000BC        0000008F        0000003E
000000AE        000000D4        000000A8        000000DC        0000001F
00000079        000000D6        00000052        000000DD        000000C8
0000009B        00000095        000000B2        000000D1        0000001B
00000075        000000C5        000000EA        00000057        00000008
000000AE        00000031        0000004D        000000B0        0000001E
00000033        00000028        00000063        00000066        00000001
000000FE        0000001F        00000083        0000003C        000000C8
000000AB        00000074        000000D1        00000089        00000008
000000F5        00000075        000000E4        0000002F        000000EE
00000019        0000007F        00000013        00000032        000000E7
000000FA        000000F7        0000005C        00000081        0000006B
00000087        000000DD        0000008A        00000082        00000055
00000090        000000C1        000000E6        0000009C        00000071
00000028        00000066        00000076        0000003C        0000000B
000000FB        000000D9        0000000E        000000D4        000000D4
00000010        00000066        0000000B        000000D5        00000087
00000008        000000EC        0000004E        00000019        000000A5
0000006E        000000C5        00000033        00000053        000000AD
0000001E        0000008D        0000002E        00000004        00000091
00000039        000000B5        0000005A        0000000C        0000004B
000000B4        00000068        0000001C        00000069        000000D2
000000F1        00000068        000000F8        00000017        00000042
00000053        000000B7        000000FD        0000006C        00000065
000000FE        000000E1        0000000C        00000073        000000FA
000000E3        00000097        000000C6        0000008F        00000095
00000076        0000009B        000000BE        000000FD        00000076
000000D5        000000BE        000000CE        0000004D        000000AC
00000022        000000DC        00000039        000000B1        000000AD
0000002F        000000FC        0000007F        000000CC        0000003A
000000BE        000000E4        000000BE        0000001C        00000092
00000064        000000E8        000000E4        000000A8        00000052
000000E1        0000004E        00000068        000000F7        00000036
0000006F        00000005        00000071        000000E9        00000032
00000044        00000044        0000002F        000000BF        0000007D
000000D4        000000F8        00000011        0000001B        00000035
00000033        0000005E        0000001C        00000006        000000F3
00000016        0000005C        00000056        000000C9        000000A1
000000A5        000000B3        0000000F        00000018        000000CE
000000EB        000000F1        000000A1        00000073        00000025
00000067        00000039        000000F9        0000004E        00000082
000000FE        000000F4        0000000B        000000A5        00000056
00000026        000000A4        0000009F        0000007A        000000A6
00000099        000000BA        00000045        000000E9        000000DF
00000032        00000059        000000B4        000000EC        000000A8
000000E3        00000041        0000000F        00000082        000000A0
00000012        000000C8        00000058        000000F2        0000003E
00000008        000000CF        00000014        00000036        000000A4
00000086        000000C9        00000047        00000051        00000004
00000014        0000005F        00000000        000000B6        000000D1
000000DC        00000067        00000079        0000003F        00000062
00000013        0000003E        000000D5        000000FC        00000053
000000C1        000000EC        00000016        000000C7        00000060
0000001F        00000009        00000086        0000008E        0000006C
00000043        000000FE        00000070        00000068        0000004C
00000013        0000009C        00000026        0000002C        0000002F
0000000C        00000095        000000FD        0000002C        000000B7
0000007A        0000009E        00000055        0000006A        00000047
000000DF        000000F6        000000CA        00000078        00000097
00000022        000000A7        00000037        00000072        000000AE
000000FC        00000067        0000007C        0000008F        0000003B
00000068        000000A8        00000016        000000E5        0000001E
000000D9        000000B3        00000067        00000023        00000036
0000003D        000000CD        00000024        000000BC        000000F0
000000C4        000000C6        00000070        00000090        000000FB
000000AC        00000094        0000006D        000000DA        00000064
000000B7        0000003A        00000019        0000005C        000000A6
000000E0        000000C5        00000030        00000070        000000D9
000000A0        000000DE        00000015        000000A8        000000F5
000000BF        00000097        00000080        0000005B        0000004C
00000074        00000037        000000EE        00000015        000000D7
00000009        000000F9        00000065        000000EB        000000D1
00000027        00000084        00000039        000000B9        000000AA
00000091        000000EB        0000008F        000000EF        0000005A
0000005F        0000002F        000000D2        000000BC        00000072
000000C0        00000067        00000060        00000053        000000AC
000000C9        000000F6        000000E2        00000092        0000008A
00000028        000000DF        0000009F        000000AB        000000F2
00000064        00000008        00000044        0000002A        0000007D
0000008E        00000038        00000045        000000D9        0000004C
0000009E        000000B8        000000D4        00000042        000000C6
00000081        00000068        00000043        000000F4        000000B5
000000C2        0000004F        00000041        00000019        00000086
0000007B        0000003E        00000029        000000F9        000000E5
0000003C        00000018        000000A5        00000065        00000068
0000009D        0000002D        000000EF        0000000E        000000A9
00000063        000000DD        000000BB        0000004C        000000D1
0000008C        00000009        0000006C        00000050        0000000A
00000056        0000001C        0000005E        000000CA        000000B3
0000009E        00000042        00000082        000000B6        00000075
00000039        000000BF        0000001C        0000000D        0000003C
000000CA        0000004F        000000D6        00000016        000000E8
0000003F        000000E0        000000DD        0000001B        00000032
0000004D        000000FB        000000DC        0000006C        0000002F
0000006A        00000083        000000CA        000000AB        000000C8
00000050        000000CF        00000066        00000060        0000004B
000000A1        0000009E        00000058        00000067        000000FF
0000007E        00000099        000000B0        00000039        00000085
0000002A        00000057        0000009D        00000005        00000001
000000F3        000000F6        00000026        0000009D        00000058
00000004        000000EF        000000D8        000000B1        00000014
0000002A        000000C2        000000EC        0000000D        00000043
0000008A        0000008B        000000B2        00000068        000000B2
0000006C        000000DC        0000008C        00000012        00000023
000000EB        0000000B        0000007C        000000EE        000000C2
00000023        000000EE        00000067        000000FA        00000078
000000A6        00000075        0000002C        00000046        000000A2
00000029        00000078        00000015        00000034        00000078
000000A8        000000FB        000000D2        0000000E        000000A0
000000CF        00000047        000000AD        000000EF        000000C9
000000DF        000000C3        000000AC        0000007F        00000048
00000034        0000000A        0000003D        00000024        0000008A
00000039        00000016        000000A8        00000001        00000082
00000043        000000B2        00000017        000000C1        0000009C
00000029        000000A6        0000009E        0000004B        000000A9
000000B4        00000026        000000FE        000000BB        00000063
000000B7        0000003D        0000001E        000000C5        00000048
000000AB        000000EA        00000084        00000096        00000046
0000008A        00000087        000000AE        00000007        000000D9
0000001A        000000E5        00000067        000000D6        00000037
0000003D        000000A5        000000D0        000000FB        000000B1
000000E0        000000E9        00000070        00000003        00000057
00000057        00000015        000000F7        00000066        000000CD
000000F0        00000010        0000000E        000000E3        0000000C
0000004A        00000028        0000006A        0000009B        0000005B
00000086        00000013        00000034        0000007C        000000A8
000000C3        000000DC        000000BE        000000C7        0000007C
000000D0        00000068        0000005E        000000CC        00000048
000000FB        00000070        00000006        000000A1        000000B8
00000032        000000D4        000000A0        000000D8        000000DA
000000D8        000000CF        000000CE        000000C0        00000071
00000017        00000046        00000003        000000D4        00000018
000000B1        00000070        0000000D        000000EC        0000009A
0000004F        000000A5        00000050        0000000D        0000005B
000000F3        00000058        000000D3        00000012        0000005A
0000003A        00000044        00000005        000000F9        000000C7
000000F6        000000F6        00000094        000000A4        00000090
000000DE        000000B2        00000060        00000077        00000022
00000040        000000DF        00000031        0000009C        00000031
000000E2        000000AA        0000003D        000000E7        0000007D
000000B0        00000063        00000062        000000D0        00000057
0000003B        00000087        00000064        0000002C        000000B7
000000EB        000000E7        00000049        000000FC        00000003
00000036        000000C0        00000047        000000A1        000000EE
000000FA        000000B9        0000001B        000000FB        000000EE
00000080        0000008D        000000CB        0000004E        00000046
000000FF        0000002B        00000022        000000F4        00000080
000000F1        00000057        0000001B        00000064        000000FB
00000043        00000095        0000003A        0000001A        0000002F
0000003A        00000036        00000003        00000052        000000B5
00000019        00000050        000000E2        000000D4        000000D2
0000002F        0000001C        000000E0        00000063        0000004A
00000067        000000D2        000000D2        00000003        000000FA
00000082        00000019        00000014        000000A4        00000019
0000006F        0000002A        000000A0        0000005E        0000005A
0000000B        0000008C        000000B3        00000063        0000005D
000000FF        000000D4        00000057        00000027        00000043
000000B3        00000070        00000092        00000036        000000F7
000000DC        00000095        0000005B        000000FD        00000068
00000081        00000093        00000073        0000005D        000000A4
00000017        000000CE        000000C6        00000074        0000009E
00000046        000000A5        000000FA        000000C9        0000001D
000000E3        0000006C        00000043        00000045        000000FE
00000027        00000037        000000C9        000000AA        00000091
000000FA        00000072        00000000        00000076        00000014
00000098        000000EA        000000F7        0000000B        00000022

Press any key to continue ...

9997486
10003516
10000750
10003332
9999134
9997625
9998169
9997968
10000096
10001924

Press any key to continue ...

84 cycles, nrandom
31 cycles, crt_rand
3 cycles, cong
2 cycles, congb
41 cycles, congb2

Press any key to exit...

[/table]

Regards: herge

[donkey]

I don’t have an implementation of mersenne twister to test

Mersenne Twister:

Code:

CONST SECTION

N equ 624
M equ 397
MN4 equ -908
TEMPERING_MASK_B equ 9d2c5680h
TEMPERING_MASK_C equ 0efc60000h
UM equ 80000000h
LM equ 7fffffffh

DATA SECTION
MTI dd (N+1)
MC dd 69069
MATRIX dd 0
dd 9908b0dfh
MT dd 2496 dup (?)

CODE SECTION

Randomize FRAME Seed
uses edi
pushad
lea edi,MT
mov eax,[Seed]
mov [edi],eax
mov ecx,N
add edi,4
:
mul D[MC]
stosd
dec ecx
jnz <
mov D[MTI],N
popad
ret
ENDF

RandM FRAME limit
uses edi,ebx,esi
push 0
lea edi,MT
cmp D[MTI],N
jb >>L1
cmp D[MTI],N+1
jnz >L2
rdtsc
push eax ; Generate a new seed
call Randomize
L2:
mov esi,edi
L3:
mov eax,[esi]
and eax,UM
mov ebx,[esi+4]
and ebx,LM
or eax,ebx
mov ecx,eax
shr eax,1
mov edx,esi
add edx,(M*4)
mov ebx,[edx]
xor eax,ebx
and ecx,1
xor eax,[MATRIX+ecx*4]
mov [esi],eax
add esi,4
inc D[esp]
cmp D[esp],(N-M)
jnz <L3
L4:
mov eax,[esi]
and eax,UM
mov ebx,[esi+4]
and ebx,LM
or eax,ebx
mov ecx,eax
shr eax,1
mov edx,esi
add edx,MN4
mov ebx,[edx]
xor eax,ebx
and ecx,1
xor eax,[MATRIX+ecx*4]
mov [esi],eax
add esi,4
inc D[esp]
cmp D[esp],(N-1)
jnz <L4
mov edx,edi
add edx,(M-1)*4
mov ebx,[edx]
xor eax,ebx
and ecx,1
xor eax,[MATRIX+ecx*4]
mov [esi],eax
mov D[MTI],0
L1:
mov esi,edi
mov eax,[MTI]
inc D[MTI]
shl eax,2
add esi,eax
mov eax,[esi]
mov ebx,eax
shr eax,11
xor ebx,eax
mov eax,ebx
shl eax,7
and eax,TEMPERING_MASK_B
xor ebx,eax
mov eax,ebx
shl eax,15
and eax,TEMPERING_MASK_C
xor ebx,eax
mov eax,ebx
shr eax,18
xor eax,ebx
xor edx,edx
div D[limit]
mov eax,edx
pop ebx
ret
ENDF

[Damos]

What do you think of my perlin noise generator:

Code:

macro SSENOISE x,y
{
pmullw y,dqword[prime2]
paddw y,x
movdqa x,y
  psraw x,13
pxor y,x
movdqa x,y
pmullw y,y
pmullw y,dqword[prime4]
paddw y,dqword[prime3]
pmullw x,y
paddw x,dqword[prime1]
pand x,dqword[masks]
}
macro SSESETUP ix,fx,iy,fy,f
{
;rcx=x
;rdx=y
pinsrw fy,edx,0
pshufb fy,dqword[byteshuffle]
ror edx,16
pinsrw iy,edx,0
pshufb iy,dqword[byteshuffle]
rol edx,16
mov eax,ecx
repeat 8
pinsrw fx,eax,%-1
ror eax,16
pinsrw ix,eax,%-1
rol eax,16
add eax,f
end repeat
}
macro SSELERP a,b,n
{
psubw b,a
pmulhw b,n
psllw b,1
paddw a,b
}
macro SSEINTERPOLATENOISE2
{
;x=xmm0:xmm1
;y=xmm2:xmm3 ;4
psrlw xmm1,1 ;4
psrlw xmm3,1 ;4
movdqa xmm4,xmm0 ;5
movdqa xmm5,xmm2 ;6
SSENOISE xmm4,xmm5 ;5
movdqa xmm5,xmm0 ;6
movdqa xmm6,xmm2 ;7
paddw xmm5,dqword[sseone] ;7
SSENOISE xmm5,xmm6 ;6
SSELERP xmm4,xmm5,xmm1 ;5
movdqa xmm5,xmm0 ;6
movdqa xmm6,xmm2 ;7
paddw xmm6,dqword[sseone] ;7
SSENOISE xmm5,xmm6 ;6
movdqa xmm6,xmm0 ;7
movdqa xmm7,xmm2 ;8
paddw xmm6,dqword[sseone] ;8
paddw xmm7,dqword[sseone] ;8
SSENOISE xmm6,xmm7 ;7
SSELERP xmm5,xmm6,xmm1 ;6
SSELERP xmm4,xmm5,xmm3 ;5
}
struct PerlinData
Persistance dd ?
Octave dd ?
Frequency dd ?
FrequencyX8 dd ?
ends
section '.data' data readable writeable
align 16
masks dw 8 dup(07fffh)
prime1 dw 8 dup(53)
prime2 dw 8 dup (838)
prime3 dw 8 dup (1949)
prime4 dw 8 dup (35671)
sseone dw 1,1,1,1,1,1,1,1
ssethree dw 8 dup(0c000h)
byteshuffle dw 100h,100h,100h,100h,100h,100h,100h,100h
gPerlin PerlinData
section '.code' code readable executable
proc SSEPerlinNoise2D uses rdi rsi rbx, x,y,pData
pxor xmm9,xmm9
xor r9,r9
mov r9d,[r8+8]
mov edi,dword[r8+4]
mov ebx,0ffffh ;amplitude
.repeat
SSESETUP xmm0,xmm1,xmm2,xmm3,r9d
SSESCURVE xmm1,xmm4
SSESCURVE xmm3,xmm4
SSEINTERPOLATENOISE2
pinsrw xmm8,ebx,0
pshufb xmm8,dqword[byteshuffle]
pmulhuw xmm4,xmm8
paddusw xmm9,xmm4
shl ecx,1
shl edx,1
shl r9,1
imul ebx,dword[r8]
shr ebx,16
dec edi
.until ZERO?
movdqa xmm0,xmm9
ret
endp

it's all fasm x64 code but you get the idea, SSEPerlinNoise2D returns 8 16 bit values
it's suprisingly fast as well

[daydreamer]

thanks Edgar for showing me mersienne twister, its too big for my purpose of making a demo
Damos, nice , thanks now I can take a look at a working noise generator in assembler, instead of HLL code