Je Assembler mrtvý?

Co to vlastně jsou ty instrukční sady? Jsou to balíčky instrukcí, které se dodávají k procesoru. Jedná se hlavně o předam dané instrukce pro některé často používané matematické operace nebo operace s videem a zvukem (MMX), které často urychlí výkon procesoru u některých aplikací.

Takže první jednoduchý příklad bude se záměnou 2 polí mezi sebou. První funkci, kterou si napíšeme, je pro výpis pole na obrazovku.

// vypise na obrazovku pole o delce promenne delka
void vypisPole( int *pole, int delka )
{
	int i;
	for(i=0; i<delka; i++)
	{
		cerr << pole[i] << endl;
	}	
}

Pro všechny, kdo trochu ovládají C++, to musí být uplně jasné, pro ty ostatní doporučuji kurz C++ zde na e-zinu. Dalé si napíšeme klasickou funkci pro záměnu dvou polí mezi sebou.

// vzajmne prohodi 2 pole mezi sebou
void prohodPole(int *pole_a, int *pole_b, int delka )
{
	int temp;
	int i;
	for(i=0; i<delka; i++)
	{
		temp = pole_a[i];
		pole_a[i] = pole_b[i];
		pole_b[i] = temp;
	}
}

Do C si zapíšeme A, do A si zapíšeme B a do B si zapíšeme C :). To je druhý ročník střední školy, taky nic těžkého. Napíšeme si taky tu samou funkci v Asm.

// funkce v JSA pro prehozeni dvou poli
void prohodPoleAsm(int *pole_a, int *pole_b, int delka )
{
	int temp;
	_asm
	{
		mov ecx, delka
		mov eax, pole_a
		mov ebx, pole_b

	nav:
		mov temp, ecx
		
		// prohozeni
		mov ecx, [eax]
		mov edx, [ebx]
		mov [eax], edx
		mov [ebx], ecx
			
		add eax, 4
		add ebx, 4
		mov ecx, temp
		DEC ecx
		JNZ nav
	}
}

Jako parametry funkce se dávají 2 ukazatele na pole a délku pole. Registr ecx slouží jako 32 bitový čítač pro průběh cyklu. Do registrů eax a ebx si uložíme odkazy na obě pole. Potom už máme vlastní návěstí "nav", ve kterém probíhá vlastní výměna hodnot pole. Jako první v cyklu si uložíme registr ecx do proměnné temp, protože registr budem potřebovat pro řešení výměny pole (určitě by se to dalo vyřešit líp). Následuje vlastní prohození polí mezi sebou (do C dej A, do A dej B... ) a potom posuneme ukazatele na pole o 4 bity, abychom mohli v dalším projetí těla cyklu pracovat s dalšími prvky pole. No a na konec už jenom vrátíme skutečnou hodnotu do registru ecx, dekrementujeme ho, aby se smyčka neprováděla do nekonečna a skočíme na návěstí. Instrukce JNZ vrací průběh programu na návěstí "nav" pokud se ecx nerovná nule.

Funkce main:

int main(int argc, char* argv[])
{
	const int delka = 6;
	int poleA[] = {5,5,5,5,5,5};
	int poleB[] = {2,2,2,2,2,2};

	X_ExactTimer time;

	time.Start();
	vypisPole( poleA, delka );
	vypisPole( poleB, delka );
	// smycka ktere prechodi 100001*6*2 promenenych mezi sebou
	int i;
	for(i=0; i < 100001; i++)
	{
		// zkuste zakomentovat jednotlive funkce a zjistit rychlost
		// dannych funkci, funkce prohodPoleAsm by mela byt rychlejsi
		//prohodPole( poleA, poleB, 6);
		prohodPoleAsm( poleA, poleB, 6);
	}
	cerr << "PROHOZENI" << endl;
	vypisPole( poleA, delka );
	vypisPole( poleB, delka );
	time.End();
	cerr << "Cas : " << time.CalkTime() << endl;
	return 0;
}

Možná vás tam mate ta třída X_ExactTimer, ale je to třída z mého enginu pro přesné měření funkcí. Hodí se právě na tyto situace, kdy potřebujete zjistit, co je rychlejší. Funguje uplně stejně jako stopky.

Závěr

Na mém počítači (AMD 1800) se funkce bez použití Asm prováděla něco kolem 18.4381. S použitím Asm to bylo kolem 11.623. Nebudu počítat, o kolik procent byla Asm funkce rychlejší, ale závěr si udělejte sami.

Zdrojové kody zde.

Další příklad bude jdnoduché nulování pole. Budeme vycházet z předchozího příkladu.

void nulujPole( int *pole, int delka )
{
	int i;
	for(i=0; i<delka; i++)
	{
		pole[i] = 0;
	}	
}

A tady to samé jenom v Asm:

void nulujPoleAsm( int *pole, int delka )
{
	_asm
	{
		mov eax, pole
		mov ecx, delka
	nav:
		mov eax, 0 // s xor by melo byt rychlejsi nulovani
		add eax, 4
		dec ecx
		jnz nav
	}
}

Do eax si dáváme ukaztel na pole a do ecx délku pole, stejně jako v přechozím případě. V cyklu potom pole jen vynulujeme a zbytek je zase stejný jako předtím.

Výsledek

S normální funkcí něco kolem 12.965 a s Asm funkcí to bylo nějak okolo 8.123. Hodně záleží, co máte za počítač.

Zdrojové kody zde.