মেশিন কোডের নির্ভুল অনুলিপি মূল কার্যের চেয়ে 50% ধীর গতিতে চলে


11

আমি এম্বেড থাকা সিস্টেমে র‌্যাম এবং ফ্ল্যাশ মেমরি থেকে সম্পাদন নিয়ে কিছুটা পরীক্ষা করে দেখছি। দ্রুত প্রোটোটাইপিং এবং পরীক্ষার জন্য আমি বর্তমানে একটি আরডিনো ডিউ (SAM3X8E এআরএম কর্টেক্স-এম 3) ব্যবহার করছি। আমি যতদূর দেখতে পাচ্ছি, আরডুইনো রানটাইম এবং বুটলোডারের এখানে কোনও পার্থক্য করা উচিত।

এখানে সমস্যাটি রয়েছে: আমার একটি ফাংশন ( ক্যালক ) রয়েছে যা এআরএম থাম্ব অ্যাসেম্বলিতে লেখা। Calc একটি সংখ্যা এবং এটি আয় হিসাব করে। (> প্রদত্ত ইনপুটটির জন্য 1s রানটাইম) এখন আমি ম্যানুয়ালি সেই ফাংশনটির এসেম্বলড মেশিন কোডটি বের করেছি এবং এটি অন্য ফাংশনে কাঁচা বাইট হিসাবে রেখেছি। উভয় ফাংশন ফ্ল্যাশ মেমরির (ঠিকানা 0x80149 এবং 0x8017D, একে অপরের ঠিক পাশেই) থাকার নিশ্চিত হয়েছে। এটি ডিসঅ্যাসাব্যাস এবং রানটাইম চেক উভয়ের মাধ্যমে নিশ্চিত করা হয়েছে।

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  timeFnc(calc);
  timeFnc(calc2);
}

void timeFnc(int (*functionPtr)(void)) {
  unsigned long time1 = micros();

  int res = (*functionPtr)();

  unsigned long time2 = micros();
  Serial.print("Address: ");
  Serial.print((unsigned int)functionPtr);
  Serial.print(" Res: ");
  Serial.print(res);
  Serial.print(": ");
  Serial.print(time2-time1);
  Serial.println("us");

}

int calc() {
   asm volatile(
      "movs r1, #33 \n\t"
      "push {r1,r4,r5,lr} \n\t"
      "bl .in \n\t"
      "pop {r1,r4,r5,lr} \n\t"
      "bx lr \n\t"

      ".in: \n\t"
      "movs r5,#1 \n\t"
      "subs r1, r1, #1 \n\t"
      "cmp r1, #2 \n\t"
      "blo .lblb \n\t"
      "movs r5,#1 \n\t"

      ".lbla: \n\t"
      "push {r1, r5, lr} \n\t"
      "bl .in \n\t"
      "pop {r1, r5, lr} \n\t"
      "adds r5,r0 \n\t"
      "subs r1,#2 \n\t"
      "cmp r1,#1 \n\t"
      "bhi .lbla \n\t"
      ".lblb: \n\t"
      "movs r0,r5 \n\t"
      "bx lr \n\t"
      ::
   ); //redundant auto generated bx lr, aware of that
}

int calc2() {
  asm volatile(
    ".word  0xB5322121 \n\t"
    ".word  0xF803F000 \n\t"
    ".word  0x4032E8BD \n\t"
    ".word  0x25014770 \n\t"

    ".word  0x29023901 \n\t"
    ".word  0x800BF0C0 \n\t"
    ".word  0xB5222501 \n\t"
    ".word  0xFFF7F7FF \n\t"
    ".word  0x4022E8BD \n\t"
    ".word  0x3902182D \n\t"
    ".word  0xF63F2901 \n\t"
    ".word  0x0028AFF6 \n\t"
    ".word  0x47704770 \n\t"
  );
}

void loop() {

}

আরডুইনো ডিউ টার্গেটে উপরের প্রোগ্রামটির আউটপুট হ'ল:

Address: 524617 Res: 3524578: 1338254us
Address: 524669 Res: 3524578: 2058819us

সুতরাং আমরা ফলাফল সমান এবং রানটাইমের সময় ঠিকানাটি প্রত্যাশার মতো নিশ্চিত করব। ম্যানুয়ালি প্রবেশ করা মেশিন কোড ফাংশন সম্পাদন 50% ধীর er

আর্ম-নন-ইবি-অজডাম্প্পের সাথে বিশৃঙ্খলা সম্পর্কিত মেশিন কোডের স্বতন্ত্র ঠিকানা, ফ্ল্যাশ মেমরির রেসিডেন্সি এবং সমতা (নোট এন্ডিয়েননেস এবং বাইট গ্রুপিং!):

00080148 <_Z4calcv>:
   80148:   2121        movs    r1, #33 ; 0x21
   8014a:   b532        push    {r1, r4, r5, lr}
   8014c:   f000 f803   bl  80156 <.in>
   80150:   e8bd 4032   ldmia.w sp!, {r1, r4, r5, lr}
   80154:   4770        bx  lr

00080156 <.in>:
   80156:   2501        movs    r5, #1
   80158:   3901        subs    r1, #1
   8015a:   2902        cmp r1, #2
   8015c:   f0c0 800b   bcc.w   80176 <.lblb>
   80160:   2501        movs    r5, #1

00080162 <.lbla>:
   80162:   b522        push    {r1, r5, lr}
   80164:   f7ff fff7   bl  80156 <.in>
   80168:   e8bd 4022   ldmia.w sp!, {r1, r5, lr}
   8016c:   182d        adds    r5, r5, r0
   8016e:   3902        subs    r1, #2
   80170:   2901        cmp r1, #1
   80172:   f63f aff6   bhi.w   80162 <.lbla>

00080176 <.lblb>:
   80176:   0028        movs    r0, r5
   80178:   4770        bx  lr
}
   8017a:   4770        bx  lr

0008017c <_Z5calc2v>:
   8017c:   b5322121    .word   0xb5322121
   80180:   f803f000    .word   0xf803f000
   80184:   4032e8bd    .word   0x4032e8bd
   80188:   25014770    .word   0x25014770
   8018c:   29023901    .word   0x29023901
   80190:   800bf0c0    .word   0x800bf0c0
   80194:   b5222501    .word   0xb5222501
   80198:   fff7f7ff    .word   0xfff7f7ff
   8019c:   4022e8bd    .word   0x4022e8bd
   801a0:   3902182d    .word   0x3902182d
   801a4:   f63f2901    .word   0xf63f2901
   801a8:   0028aff6    .word   0x0028aff6
   801ac:   47704770    .word   0x47704770
}
   801b0:   4770        bx  lr
    ...

আমরা আরও অনুরূপভাবে ব্যবহৃত কলিং কনভেনশনটি নিশ্চিত করতে পারি:

00080234 <setup>:
void setup() {
   80234:   b508        push    {r3, lr}
  Serial.begin(115200);
   80236:   4806        ldr r0, [pc, #24]   ; (80250 <setup+0x1c>)
   80238:   f44f 31e1   mov.w   r1, #115200 ; 0x1c200
   8023c:   f000 fcb4   bl  80ba8 <_ZN9UARTClass5beginEm>
  timeFnc(calc);
   80240:   4804        ldr r0, [pc, #16]   ; (80254 <setup+0x20>)
   80242:   f7ff ffb7   bl  801b4 <_Z7timeFncPFivE>
}
   80246:   e8bd 4008   ldmia.w sp!, {r3, lr}
  timeFnc(calc2);
   8024a:   4803        ldr r0, [pc, #12]   ; (80258 <setup+0x24>)
   8024c:   f7ff bfb2   b.w 801b4 <_Z7timeFncPFivE>
   80250:   200705cc    .word   0x200705cc
   80254:   00080149    .word   0x00080149
   80258:   0008017d    .word   0x0008017d

কোনও ধরণের অনুমানমূলক আনা (যা কর্টেক্স-এম 3 বলে মনে হচ্ছে!) বা বাধাগুলির কারণে আমি এটিকে অস্বীকার করতে পারি। (সম্পাদনা: না, আমি পারছি না b সম্ভবত কোনও ধরণের প্রিফেচ) মৃত্যুদন্ডের ক্রম পরিবর্তন করা বা এর মধ্যে ফাংশন কল যুক্ত করার ফলে ফলাফল পরিবর্তন হয় না। এখানে অপরাধী কী হতে পারে?


সম্পাদনা: মেশিন কোড ফাংশনের প্রান্তিককরণ পরিবর্তন করার পরে (অগ্রণী হিসাবে নোটগুলি inোকান) আমি নিম্নলিখিত ফলাফলগুলি পেয়েছি:

ক্যালক 2 এর জন্য + 16 বিট:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102257us
Address: 524669 Res: 3524578: 1846968us

ক্যালক 2 এর জন্য + 32 বিট:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102257us
Address: 524669 Res: 3524578: 1535424us

ক্যালক 2 এর জন্য + 48 বিট:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102155us
Address: 524669 Res: 3524578: 1413180us

ক্যালক 2 এর জন্য + 64 বিট:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102155us
Address: 524669 Res: 3524578: 1346606us

ক্যালক 2 এর জন্য + 80 বিট:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102145us
Address: 524669 Res: 3524578: 1180105us

সম্পাদনা 2: কেবল চলমান গণনা:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102155us

কেবল চলছে ক্যালক 2:

Address: 524617 Res: 3524578: 1102257us

অর্ডার পরিবর্তন করা হচ্ছে:

Address: 524669 Res: 3524578: 1554160us
Address: 524617 Res: 3524578: 1102211us

সম্পাদনা 3: কেবল ক্যালকের জন্য .p2align 4লেবেলের আগে যুক্ত করা .in, পৃথক সম্পাদন:

Address: 524625 Res: 3524578: 1413185us

উভয়ই মূল মাপদণ্ডের মতো:

Address: 524625 Res: 3524578: 1413185us
Address: 524689 Res: 3524578: 1535424us

এডিআইটি 4: ফ্ল্যাশটিতে অবস্থানটি বিপরীত করা ফলাফলকে পুরোপুরি পরিবর্তন করে। -> লিনিয়ার প্রিফেচ?


মন্তব্যগুলি বর্ধিত আলোচনার জন্য নয়; এই কথোপকথন চ্যাটে সরানো হয়েছে ।
স্যামুয়েল লিউ

উত্তর:


4

ফ্ল্যাশ থেকে কোড প্রয়োগের গতি প্রতিটি শাখার টার্গেটের জন্য অপেক্ষা চক্রের সংখ্যা এবং কোড প্রান্তিককরণের উপর নির্ভর করে। এসটিএম 32 এফ 103 এর মতো এবং এই জাতীয় অনুরূপ প্রসেসরে, যখন কোর সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে চালিত হয় তখন ফ্ল্যাশটির জন্য 3 টি অপেক্ষা চক্রের প্রয়োজন হয়। এর অর্থ প্রতিটি নেওয়া শাখা 2 থেকে 5 চক্রের মধ্যে নিতে পারে যা মোট রান সময়কে প্রভাবিত করতে পারে।

ফ্ল্যাশ অলসতার জন্য ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য, এই প্রসেসরের একটি বিস্তৃত ফ্ল্যাশ বাস এবং একটি আনার বাফার রয়েছে। এসএএম 3 এক্স-তে 128-বিট নির্দেশিকা বাফার রয়েছে, যা প্রিফেচ প্যাটার্নে আবদ্ধ বলে মনে হচ্ছে [1]।

টাইট লুপটি অনুকূল করতে, 32-বাইট কোড ব্লকের মধ্যে ফিট করার চেষ্টা করুন এবং 16-বাইট সীমানায় (অথবা আরও ভাল 32, কেবলমাত্র ক্ষেত্রে) এ সারিবদ্ধ করুন। এছাড়াও, এই এমসিইউতে ফ্ল্যাশ প্যারামিটারগুলি সঠিকভাবে সেট আপ করা হয়েছে কিনা, অর্থাত্ প্রিফেচ সক্ষম এবং বাসের প্রস্থটি 128 বিটে সেট করা আছে কিনা তা খতিয়ে দেখার পক্ষে ভাল ধারণা হতে পারে। র‍্যামে কোড অনুলিপি করা একটি বিকল্প হতে পারে, তবে এটি একটি ব্যথা এবং সঠিকভাবে কাজ করে আনার জন্য বাফারগুলির তুলনায় জিনিসগুলি ধীর করতে পারে।

[1] http://ww1.microchip.com/downloads/en/DiviceDoc/Atmel-11057-32-bit-Cortex-M3-Microcontroller-SAM3X-SAM3A_Datasheet.pdf , পৃষ্ঠা 294, চিত্রগুলি 18-2, 18-3 ।

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.