Ускорение ассемблерного кода: оптимизация сложения больших чисел в Delphi

Delphi , ОС и Железо , Процессор

Вопрос, поднятый пользователем, связан с проблемами, возникающими при использовании ассемблерных инструкций в Delphi для сложения больших чисел. В частности, были замечены проблемы с использованием инструкций ADC и SBB в сочетании с INC и DEC на некоторых процессорах, что приводило к замедлению выполнения кода. Для решения проблемы было предложено использование инструкций LEA и JECXZ для имитации инкремента и декремента, что позволило существенно ускорить выполнение на "медленных" машинах, но сделало его медленнее на "быстрых".

Шаги для оптимизации кода:

1. Изучение проблемы: Проблема заключается в том, что на некоторых процессорах, таких как iMac и более старые модели, сочетание инструкций INC, DEC, ADC и SBB может выполняться очень медленно. Это связано с особенностями архитектуры процессора, в частности с так называемыми "partial flag stalls".

2. Альтернативные подходы: В качестве альтернативы можно использовать библиотеки, такие как GMP (GNU Multiple Precision Arithmetic Library), или написать свой код, избегая проблемных инструкций.

3. Оптимизация без использования GMP:

4. Использование LEA и JECXZ: Замена инструкций INC и DEC на LEA и JECXZ позволяет избежать "partial flag stalls" и ускоряет выполнение на некоторых процессорах.
5. Условное перепрыгивание: Применение условного перепрыгивания для выхода из цикла, когда счетчик достигает нуля, что также не изменяет флаги.
6. Упрощение в цикле: Изменение способа обновления указателей и счетчика в цикле для уменьшения количества инструкций, не оказывающих влияние на флаги.

7. Упроление и умножение петельей: Применение "умного" умножения петельей для уменьшения количества операций, не связанных с циклической нагрузкой исполнительного конвейера.

8. Дополнительные подходы: Создание версии для 64-бит инструкций для использования на архитектурах, поддерживающих их, и замена способа сохранения флага переноса в регистры, что позволяет избежать "partial flag stalls" на старых архитектурах.

9. Валидация и адаптивные решения: При запуске программы можно выполнять простую временную петельную функцию для тестирования производительности и выбора оптимального кода для загрузки.

Пример решения:

class procedure BigInteger.PlainAdd(Left, Right, Result: PLimb; LSize, RSize: Integer);
asm
    // ... код для переключения на разные версии в зависимости от процессора ...
    // Версия для старых процессоров
    // Версия для современных процессоров
    // Версия для 64-бит обработки
    // ... остальной код, включая петельение
end;

Важно учитывать, что разные версии кода могут быть оптимизированы для различных типов процессоров и задач, что позволяет достичь наилучшей производительности на заданном оборудовании.

Подводим итог:

• В статье был рассмотрен пример решения проблемы ускорения ассемблерного кода для сложения больших чисел в Delphi.
• В качестве инструмента решения был предложен анализ проблемных инструкций и методы их оптимизации, включая использование условного переключения и умножения петельей.
• Предложен пример кода, демонстрирующего применение адаптивных решений в зависимости от типа целевой платформы.

Автор статьи: OpenAI

Ключевые слова: Ускорение ассемблерного кода, сложение больших чисел, Delphi, оптимизация, умножение петельей, условные переходы, адаптивные решения, частичные задержки флагов, 64-бит обработка.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Оптимизация ассемблерного кода для ускорения сложения больших чисел в Delphi, с учетом проблем на некоторых процессорах и предложением альтернативных ассемблерных инструкций.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Процессор ::