पृष्ठभूमि:
एम्बेडेड विधानसभा भाषा के साथ कुछ पास्कल कोड का अनुकूलन करते हुए , मैंने एक अनावश्यक MOVनिर्देश पर ध्यान दिया, और इसे हटा दिया।
मेरे आश्चर्य के लिए, गैर-आवश्यक निर्देश को हटाने से मेरा कार्यक्रम धीमा हो गया ।
मैंने पाया कि मनमाने ढंग से अनुपयोगी MOVनिर्देशों को जोड़ने से प्रदर्शन और भी बढ़ गया।
प्रभाव अनिश्चित है, और निष्पादन आदेश के आधार पर परिवर्तन: एक ही कबाड़ निर्देश स्थानांतरित एक भी लाइन द्वारा ऊपर और नीचे या एक मंदी का उत्पादन ।
मैं समझता हूं कि सीपीयू सभी प्रकार के अनुकूलन और सुव्यवस्थित करता है, लेकिन, यह काला जादू अधिक लगता है।
आँकड़े:
मेरे कोड का एक संस्करण सशर्त रूप से एक लूप के बीच में तीन जंक संचालन को संकलित करता है जो 2**20==1048576कई बार चलता है। (आसपास का कार्यक्रम सिर्फ SHA-256 हैश की गणना करता है)।
मेरी बल्कि पुरानी मशीन (Intel (R) Core (TM) 2 CPU 6400 @ 2.13 GHz) पर परिणाम:
avg time (ms) with -dJUNKOPS: 1822.84 ms
avg time (ms) without: 1836.44 msप्रोग्राम को लूप में 25 बार चलाया गया था, रन ऑर्डर हर बार बेतरतीब ढंग से बदल रहा है।
अंश:
{$asmmode intel}
procedure example_junkop_in_sha256;
var s1, t2 : uint32;
begin
// Here are parts of the SHA-256 algorithm, in Pascal:
// s0 {r10d} := ror(a, 2) xor ror(a, 13) xor ror(a, 22)
// s1 {r11d} := ror(e, 6) xor ror(e, 11) xor ror(e, 25)
// Here is how I translated them (side by side to show symmetry):
asm
MOV r8d, a ; MOV r9d, e
ROR r8d, 2 ; ROR r9d, 6
MOV r10d, r8d ; MOV r11d, r9d
ROR r8d, 11 {13 total} ; ROR r9d, 5 {11 total}
XOR r10d, r8d ; XOR r11d, r9d
ROR r8d, 9 {22 total} ; ROR r9d, 14 {25 total}
XOR r10d, r8d ; XOR r11d, r9d
// Here is the extraneous operation that I removed, causing a speedup
// s1 is the uint32 variable declared at the start of the Pascal code.
//
// I had cleaned up the code, so I no longer needed this variable, and
// could just leave the value sitting in the r11d register until I needed
// it again later.
//
// Since copying to RAM seemed like a waste, I removed the instruction,
// only to discover that the code ran slower without it.
{$IFDEF JUNKOPS}
MOV s1, r11d
{$ENDIF}
// The next part of the code just moves on to another part of SHA-256,
// maj { r12d } := (a and b) xor (a and c) xor (b and c)
mov r8d, a
mov r9d, b
mov r13d, r9d // Set aside a copy of b
and r9d, r8d
mov r12d, c
and r8d, r12d { a and c }
xor r9d, r8d
and r12d, r13d { c and b }
xor r12d, r9d
// Copying the calculated value to the same s1 variable is another speedup.
// As far as I can tell, it doesn't actually matter what register is copied,
// but moving this line up or down makes a huge difference.
{$IFDEF JUNKOPS}
MOV s1, r9d // after mov r12d, c
{$ENDIF}
// And here is where the two calculated values above are actually used:
// T2 {r12d} := S0 {r10d} + Maj {r12d};
ADD r12d, r10d
MOV T2, r12d
end
end;इसे स्वयं आज़माएं:
यदि आप इसे स्वयं आज़माना चाहते हैं, तो कोड GitHub पर ऑनलाइन है ।
मेरे सवाल:
- रैम के लिए किसी रजिस्टर की सामग्री की बेकार नकल करने से प्रदर्शन में वृद्धि क्यों होगी ?
- क्यों एक ही बेकार निर्देश कुछ लाइनों पर एक गति प्रदान करता है, और दूसरों पर मंदी?
- क्या यह व्यवहार कुछ ऐसा है जिसका कंपाइलर द्वारा अनुमान लगाया जा सकता है?