(0)
(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。
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.
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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