Форум «Всё о Паскале» _ Теоретические вопросы _ Почему Trunc так медлителен?
Автор: TarasBer 4.01.2009 2:24
Итак у нас, например, такая задача. Вещественное число из диапазона от 0 до 65535 преобразовать в word взятием целой части.
Это программа для дельфы.
program TruncTest;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses SysUtils, Windows;
var i: longint; d, d1: double; d_w: array [0 .. 3] of word absolute d; k: word; T: longint;
begin d := 1234.5678;
T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do k := trunc(d); T := GetTickCount - T; WriteLn('Standart trunc: ', T);
T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do k := (word(d_w[3] shl 11) or (d_w[2] shr 5) or $8000) shr (14 - (d_w[3] shr 4 and $03FF)); T := GetTickCount - T; WriteLn('My trunc: ', T);
T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do d1 := 1/d; T := GetTickCount - T; WriteLn('Floating point division: ', T);
ReadLn; end.
Программа на моём селероне с 600 мегагерцами вывела вот что:
Код
Standart trunc: 1913 My trunc: 681 Floating point division: 1582
Результат налицо - стандартный транк медленнее даже столь дорогостоящей операции, как вещественное деление. Изврат, использующий внутренню структуру типа double, оказался намного быстрее.
Для турбо паскаля аналогичная проверка выглядит так:
var i: longint; d, d1: double; k: integer; Time: longint absolute $0040: $006C; T: longint; d_w: array [0 .. 3] of word absolute d;
begin d := 1234.5678;
T := Time; while T = Time do; T := Time; for i := 0 to $FFFFFF do k := trunc(d); T := Time - T; WriteLn('Standart trunc: ', T);
T := Time; while T = Time do; T := Time; for i := 0 to $FFFFFF do k := ((d_w[3] shl 11) or (d_w[2] shr 5) or $8000) shr (14 - (d_w[3] shr 4 and $03FF)); T := Time - T; WriteLn('My trunc: ', T);
T := Time; while T = Time do; T := Time; for i := 0 to $FFFFFF do d1 := 1/d; T := Time - T; WriteLn('Floating point division: ', T); end.
Программа показала вот что:
Код
Standart trunc: 58 My trunc: 7 Floating point division: 27
Тут результат ещё более на лицо.
Доктор, доктор, что мне делать по этому поводу?
Автор: Account 4.01.2009 3:21
Лечиться собственным кодом
Автор: volvo 4.01.2009 3:39
Цитата
Доктор, доктор, что мне делать по этому поводу?
Использовать "изврат, использующий внутреннюю структуру double", если он у тебя работает быстрее... Только вот будет ли оно действительно настолько быстрее, если числа будут меняться - это вопрос... Маленький эксперимент:
randomize; T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do k := trunc(1 + random * 1000); T := GetTickCount - T; WriteLn('Standart trunc: ', T);
T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do k := FastTrunc(1 + random * 1000); T := GetTickCount - T; WriteLn('FastTrunc: ', T);
T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do begin d := 1 + random * 1000; k := (word(d_w[3] shl 11) or (d_w[2] shr 5) or $8000) shr (14 - (d_w[3] shr 4 and $03FF)); end; T := GetTickCount - T; WriteLn('My trunc: ', T);
T := GetTickCount; for i := 0 to $FFFFFF do d1 := 1 / (1 + random * 1000); T := GetTickCount - T; WriteLn('Floating point division: ', T);
- выдает уже
Цитата
Standart trunc: 453 FastTrunc: 391 My trunc: 390 Floating point division: 610
, хотя исходный код выдавал
Цитата
Standart trunc: 312 FastTrunc: 62 My trunc: 16 Floating point division: 16
, то есть, подавляющего преимущества уже нет...
Если есть SSE, то Trunc можно немного ускорить:
function myTrunc(X: single): integer; asm CVTTSS2SI eax, [ebp+offset X] end;
, но на Селероне - вряд ли это применимо.
Автор: TarasBer 4.01.2009 4:07
Дело в том, что я продолжаю гоняться за наивной детской мечтой реализовать полноценное 3д на Турбо Паскале. И в нём разница куда более заметна, чем в Дельфе. И поэтому я не знаю, что такое FastTrunc, откуда он взялся, и зачем нужен тогда Trunc, если есть FastTrunc, а также, что за команда CVTTSS2SI. Ещё вопрос - а стандартный trunc - это случайно не функция (всмысле что не макрос)? Может в этом всё дело?
И всё равно - непонятно, почему такая, казалось бы, простая команда не работает на порядок быстрее такой сложной команды, как деление?
Автор: volvo 4.01.2009 4:14
Цитата
и зачем нужен тогда Trunc, если есть FastTrunc
FastTrunc - это уже дополнительно написанная функция, в "стандартном наборе" ее нет.
Цитата
что за команда CVTTSS2SI
Цитата(IA32 Instruction Set Vol. 2A 3-252)
CVTTSS2SI—Convert with Truncation Scalar Single-Precision Floating-Point Value to Doubleword Integer
Description Converts a single-precision floating-point value in the source operand (second operand) to a signed doubleword integer (or signed quadword integer if operand size is 64 bits) in the destination operand (first operand). The source operand can be an XMM register or a 32-bit memory location. The destination operand is a generalpurpose register. When the source operand is an XMM register, the single-precision floating-point value is contained in the low doubleword of the register. When a conversion is inexact, a truncated (round toward zero) result is returned. If a converted result is larger than the maximum signed doubleword integer, the floatingpoint invalid exception is raised. If this exception is masked, the indefinite integer value (80000000H) is returned. In 64-bit mode, the instruction can access additional registers (XMM8-XMM15, R8-R15) when used with a REX.R prefix. Use of the REX.W prefix promotes the instruction to 64-bit operation. See the summary chart at the beginning of this section for encoding data and limits.
Цитата
а стандартный trunc - это случайно не функция (всмысле что не макрос)?
Нет, не макрос, именно функция... И на ее вызов тоже тратится время, ты прав...
Посмотрю, что можно сделать для TP...
Автор: TarasBer 4.01.2009 4:23
Цитата(volvo @ 4.01.2009 0:14)
Нет, не макрос, именно функция...
Это всё объясняет - вызов функции очень дорог. Непонятно только, как такая ошибка прокралась в дистрибутив Турбо Паскаля. Интересно, насколько этот факт полезен начинающим (и не только) програмистам?
Кстати, ваш пример с рандомом - плохой. Потому что больше всего времени занимал вызов этого самого рандома... Да ещё и умножение на 1000.
Автор: volvo 4.01.2009 5:39
Цитата
Кстати, ваш пример с рандомом - плохой. Потому что больше всего времени занимал вызов этого самого рандома... Да ещё и умножение на 1000.
Ну, заменим генерацию и умножение на доступ к элементу массива, заполненного так:
var arr: array[0 .. $FFFFFF] of double; ... randomize; for I := 0 to $FFFFFF do begin arr[i] := random * 1000; end;
, получим:
Цитата
Standart trunc: 328 FastTrunc: 78 My trunc: 110
, все равно преимущество "my trunc" над стандартной функцией только лишь трехкратное, но никак не 312/16=19-ти кратное, как это следует из твоего кода... Зато проверяется действительно время операции, а не (возможно) время выборки из памяти готового результата.
Автор: volvo 4.01.2009 16:09
Кстати, вот вариант от Merlyn-а, который перекрывает по скорости и "Standard Trunc" и "My Trunc" из первоначального кода:
const Half: double = 0.5 ; function chomp(Flt : double) : integer; var result: integer; begin asm fld Flt fsub Half fistp result end; chomp := result; end;
, вот чего мне показал TP70:
Цитата
Standart trunc: 38 chomp: 18 My trunc: 20 Floating point division: 8
Автор: TarasBer 4.01.2009 19:50
const Half: double = 0.5 ;
asm fld d fsub Half fistp k end
Я так понял, что это просто последовательность команд для сопроцессора, округляющая число? И минус 0.5 тут именно чтоб целая часть получилась. Проверил это у себя (естественно не в виде функции), получилось чуть быстрее моего варианта. Чтож, значит этой асмовставочкой и буду пользоваться.