(0)
(1) ループ命令の追加でどこまで速くなるか？
- TL-6は結構高速で、10億回ループの速度ではgcc比で11.3倍まで来ましたが、もっと速くできないでしょうか？そのためにはどうしたらいいでしょうか？
- x86にはLOOP命令というのがあります。LOOP命令は、ECXレジスタの値を1減じて、もし0でなければ指定したアドレスに分岐することができます。別にこのことそのものはすごくないのですが、それが1命令できるというのがポイントです。
- では、TL-6に似たような命令を追加したとしたらどうでしょうか。しかし完全には真似せずに、1加算して、所定の値と比較して、もし等しくなかったら分岐するということにします。これは私の観察では、ほとんどのループではループカウンタを減少ではなく増加させているからです。
enum { OpCpy = 0, OpAdd, OpSub, OpPrint, OpGoto, OpJeq, OpJne, OpTime, OpEnd, OpAdd1, OpLop }; // OpLopを追加.
int compile(String s)
{
(中略)
for (pc = 0; pc < pc1; pc++) { // コンパイル開始.
+ if (phrCmp( 13, "!!* = !!* + 1 ; if ( !!* != !!* ) goto !!* ;", tc, pc) && tc[pc] == tc[pc + 2] && tc[pc] == tc[pc + 8]) {
+ icp[0] = (PtrTyp) OpLop;
+ icp[1] = &var[tc[pc + 13]];
+ icp[2] = &var[tc[pc]];
+ icp[3] = &var[tc[pc + 10]];
+ icp += 5;
+ pc += 13;
+ continue;
+ }
if (phrCmp( 1, "=", tc, pc + 1)) { // 2単語目が"=".
(中略)
for (icp = ic; icp < icp1; icp += 5) { // goto先の設定.
i = (int) icp[0];
if (i == OpGoto || i == OpJne || i == OpJeq || i == OpLop) { // OpLopを追加.
icp[1] = &ic[*(IntP)icp[1]];
}
}
(中略)
}
void exec()
{
clock_t t0 = clock();
PtrTyp *icp = ic;
+ int i;
for (;;) {
switch ((int) icp[0]) {
(中略)
+ case OpLop:
+ i = *(IntP)icp[2];
+ i++;
+ *(IntP)icp[2] = i;
+ if (i != *(IntP)icp[3]) {
+ icp = icp[1];
+ continue;
+ }
+ icp += 5;
+ continue;
}
}
}
- プログラムでは、LOOP命令を使うための新しい構文は用意しないで、単に「i=i+1; if (i != 〇〇) goto ××;」みたいなのが出現したら適用するようにしています。
- このため、TL-3用のサンプルプログラムは無修正でも適用されるようになります。
- さてその速さは・・・gcc比で6.5倍まで高速化できました！
(2) なぜこんなに効果があったのか？
- それはつまり、icpに加算してcontinueしてそしてswitchするというのが、結構なコストになっているからです。だから2つの命令をくっつけて1つにするだけで、それが1回減らせて、かなりの高速化になったわけです。
- このことから教訓を得るとするなら、使用頻度が高いものについては1命令で複数の機能を実行できるような、そんな内部命令を作ったほうが良いということになります。
こめんと欄
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