Фон:

При оптимизации некоторыхпаскаль код со встроенным ассемблером я заметил ненужныйMOV инструкция и убрал его.

К моему удивлению, удаление ненужной инструкции привело к тому, что моя программапомедленнее.

я нашел этодобавление произвольно, бесполезноMOV инструкции по повышению производительности Еще больше.

Эффект является ошибочным и изменяется в зависимости от порядка выполнения:те же самые ненужные инструкции транспонированы вверх или вниз на одну строкупроизвести замедление.

Я понимаю, что процессор выполняет все виды оптимизации и оптимизации, но это больше похоже на черную магию.

Данные:

Версия моего кода условно компилируетсятри ненужные операции в середине цикла, который работает2**20==1048576 раз. (Окружающая программа просто вычисляетSHA-256 хэши).

Результаты на моей довольно старой машине (Intel® Core ™ TM 2 CPU 6400 @ 2.13)ГГц):

avg time (ms) with -dJUNKOPS: 1822.84 ms
avg time (ms) without:        1836.44 ms

Программы запускались 25 раз в цикле, причем порядок выполнения каждый раз менялся случайным образом.

Выдержка:

{$asmmode intel}
procedure example_junkop_in_sha256;
  var s1, t2 : uint32;
  begin
    // Here are parts of the SHA-256 algorithm, in Pascal:
    // s0 {r10d} := ror(a, 2) xor ror(a, 13) xor ror(a, 22)
    // s1 {r11d} := ror(e, 6) xor ror(e, 11) xor ror(e, 25)
    // Here is how I translated them (side by side to show symmetry):
  asm
    MOV r8d, a                 ; MOV r9d, e
    ROR r8d, 2                 ; ROR r9d, 6
    MOV r10d, r8d              ; MOV r11d, r9d
    ROR r8d, 11    {13 total}  ; ROR r9d, 5     {11 total}
    XOR r10d, r8d              ; XOR r11d, r9d
    ROR r8d, 9     {22 total}  ; ROR r9d, 14    {25 total}
    XOR r10d, r8d              ; XOR r11d, r9d

    // Here is the extraneous operation that I removed, causing a speedup
    // s1 is the uint32 variable declared at the start of the Pascal code.
    //
    // I had cleaned up the code, so I no longer needed this variable, and 
    // could just leave the value sitting in the r11d register until I needed
    // it again later.
    //
    // Since copying to RAM seemed like a waste, I removed the instruction, 
    // only to discover that the code ran slower without it.
    {$IFDEF JUNKOPS}
    MOV s1,  r11d
    {$ENDIF}

    // The next part of the code just moves on to another part of SHA-256,
    // maj { r12d } := (a and b) xor (a and c) xor (b and c)
    mov r8d,  a
    mov r9d,  b
    mov r13d, r9d // Set aside a copy of b
    and r9d,  r8d

    mov r12d, c
    and r8d, r12d  { a and c }
    xor r9d, r8d

    and r12d, r13d { c and b }
    xor r12d, r9d

    // Copying the calculated value to the same s1 variable is another speedup.
    // As far as I can tell, it doesn't actually matter what register is copied,
    // but moving this line up or down makes a huge difference.
    {$IFDEF JUNKOPS}
    MOV s1,  r9d // after mov r12d, c
    {$ENDIF}

    // And here is where the two calculated values above are actually used:
    // T2 {r12d} := S0 {r10d} + Maj {r12d};
    ADD r12d, r10d
    MOV T2, r12d

  end
end;

Попробуй сам:

Код онлайнна GitHub если вы хотите попробовать это сами.

Мои вопросы:

Зачем бесполезно копировать реестр?содержание кбаран когда-нибудь увеличить производительность?Почему одна и та же бесполезная инструкция может ускорить некоторые строки и замедлить другие?Это поведение может быть предсказуемо использовано компилятором?