* [[a21_txt01_6]]の補足説明#1
-(by [[K]], 2021.03.08)
** (0)
-これは[[「川合のプログラミング言語自作のためのテキスト第三版#6」>a21_txt01_6]]に対する補足説明のページです。
** (1) ループ命令の追加でどこまで速くなるか?
-HL-6は結構高速で、10億回ループの速度ではgcc比で''13.2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の機械語には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、HL-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、もし小さ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。

-変更箇所を中心に書きます。

 enum { OpCpy = 0, OpAdd, OpSub, OpPrint, OpGoto, OpJeq, OpJne, OpJlt, OpJge, OpJle, OpJgt, OpLop, OpTime, OpEnd, OpAdd1, OpLop }; // OpLopをOpJgtの直後に追加.
 enum { OpCpy = 0, OpAdd, OpSub, OpPrint, OpGoto, OpJeq, OpJne, OpJlt, OpJge, OpJle, OpJgt, OpLop, OpTime, OpEnd, OpAdd1 }; // OpLopをOpJgtの直後に追加.
 
 int compile(String s)
 {
     (中略)
     for (pc = 0; pc < pc1; ) { // コンパイル開始.
         if (phrCmp( 1, "!!*0 = !!*1;", pc)) { // 単純代入.
             putIc(OpCpy,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], 0, 0);
 +       } else if (phrCmp(10, "!!*0 = !!*1 + 1; if (!!*2 < !!*3) goto !!*4;", pc) && tc[wpc[0]] == tc[wpc[1]] && tc[wpc[0]] == tc[wpc[2]]) {
 +           putIc(OpLop, &var[tc[wpc[4]]], &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[3]]], 0);
         } else if (phrCmp( 9, "!!*0 = !!*1 + 1;", pc) && tc[wpc[0]] == tc[wpc[1]]) {  // 高速化のために+1専用の命令を用意(せこくてすみません).
             putIc(OpAdd1, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
     (中略)
     for (icq = ic; icq < icq1; icq += 5) {  // goto先の設定.
         i = (int) icq[0];
 !       if (OpGoto <= i && i <= OpLop) { // OpJgtをOpLopに変更.
             icq[1] = (IntP) (*icq[1] + ic);
         }
     }
     (中略)
 }
 
 void exec()
 {
     clock_t t0 = clock();
     IntP *icp = ic;
 +   int i;
     for (;;) {
         switch ((int) icp[0]) {
         (中略)
 +       case OpLop:
 +           i = *icp[2];
 +           i++;
 +           *icp[2] = i;
 +           if (i < *icp[3]) {
 +               icp = (IntP *) 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、HL-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''5.5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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