[优化]删去 NOP 指令

在控制语句的指令生成过程中, 语句无法知道外界指令结构, 不能贸然将跳出语句定向到外部指令, 因此使用了 NOP 指令缓冲了这些跳转. 然而, 在全部指令生成结束后, 跳转指令就可以根据上下文选择正确的目标了, 那么 NOP 指令只是影响性能的冗余指令了. 本着兔死狗烹的原则, 现在去掉这些指令.

static void cleanNop(struct List* instructions);

具体的做法是, 为每个 NOP 指令记录它之后的第一条非 NOP 指令, 然后扫描指令序列, 重定向它们的目标, 然后删去全部 NOP 指令. 现在先给指令数据结构增加一个索引域

/* 增加 index 域 */
#define memberAbstractInstruction \
    int segOffset;                \
    int index;                    \
    InstructionCode code; /*******/
struct AbstractInstruction {
    memberAbstractInstruction
};

对于非 NOP 指令, 它的索引域等于它自己的位置索引, 而 NOP 指令的索引域等于该指令之后第一条非 NOP 指令的索引.

对整个指令序列进行一次逆向遍历, 计算它们的索引值

    int index = instructions->count(instructions) - 1;
    int lastOpInd;
    struct AbstractInstruction* ins;
    for (; index >=0; --index) {
        ins = (struct AbstractInstruction*)
              (instructions->elementAt(instructions, index));
        if (NOP != ins->code) {
            lastOpInd = index;
        }
        ins->index = lastOpInd;
    }

扫描并重定向全部的跳转指令

    struct Iterator* iterator;
    for_each (iterator, instructions) {
        ins = (struct AbstractInstruction*)(iterator->current(iterator));
        if (isJump(ins->code)) {
            struct JumpInstruction* jmp = (struct JumpInstruction*)ins;
            jmp->targetIns = instructions->elementAt(instructions,
                                                     jmp->targetIns->index);
        }
    }

删除 NOP 指令. 任务完成.

    for_each (iterator, instructions) {
        if (NOP == ((struct AbstractInstruction*)
                    (iterator->current(iterator)))->code) {
            revert(iterator->current(iterator));
            iterator->remove(iterator);
        }
    }

 

现在的修改版本中, 输出指令的代码被移入新文件, 减少了 jerry-compiler.c 的混乱程度.

void fakeDefaultAnalyserConsumeNT(void* self, struct AbstractSyntaxNode* node)
{
    if (NULL == node) {
        return;
    }

    node = (struct AbstractSyntaxNode*)newBasicBlockNode(node);
    initStack(&loopStack);
    initialSymTabManager();
    struct List* insList = node->createInstruction(node);
    node->delNode(node);
    finalizeSymTabManager();
    loopStack.finalize(&loopStack);
    if (isFailed()) {
        while (0 != insList->count(insList)) {
            revert(insList->popElementAt(insList, 0));
        }
        cresult = ERROR_IN_SRC;
        return;
    }

    struct NoParamInstruction* endProg = (struct NoParamInstruction*)
                                    allocate(sizeof(struct NoParamInstruction));
    endProg->code = END_PROGRAM;
    insList->addTo(insList, endProg, insList->count(insList));
    /* 原先在这里的代码, 以及 writeInstruction 函数被移入了
       instruction-process.cpp / instruction-process.h */
    ErrMsg err = processIns(insList, treeout);
    if (NULL != err) {
        fputs(err, stderr);
        cresult = IO_ERROR;
    }
    insList->finalize(insList);
}

 

编译器/解释器构造到此结束, 也许我还会改改 Jerry, 不过不保证, 哈~

评论

12 楼 lwwin 2010-05-31  

RednaxelaFX 写道

我的见识还是太少了……最近在某在x86上跑的东西的手写汇编里的直线型代码里见到手工插入的nop了……还不是很确定插入nop的原因，但看起来跟跳转指令的对齐没关系。

优化做得事情，总觉得让不熟悉的人们（比如水水=3=）感觉到很诧异，嘿嘿～
BZ好久不来了，偶尔想起来跑来看看～

11 楼 RednaxelaFX 2010-01-02  

我的见识还是太少了……最近在某在x86上跑的东西的手写汇编里的直线型代码里见到手工插入的nop了……还不是很确定插入nop的原因，但看起来跟跳转指令的对齐没关系。

10 楼 NeuronR 2010-01-02  

lwwin 写道

没想到一个NOP把FX也拉来了^^
关于代码……一时间没找到位置－ －不知道第二段是在哪个部分来着？

instruction-process.c 71 - 99

9 楼 lwwin 2010-01-02  

没想到一个NOP把FX也拉来了^^

关于代码……一时间没找到位置－ －不知道第二段是在哪个部分来着？

8 楼 NeuronR 2009-12-22  

经3楼提醒我也突然意识到了这一点... 流水以及分支失败重入等等那些乱七八糟的事情都是硬件处理的而无需软件去 NOP 干预...

7 楼 RednaxelaFX 2009-12-21  

night_stalker 写道

http://www.powerset.com/explore/semhtml/Hazard_%28computer_architecture%29

唔，fx 的意思是不需要手动插入 nop 是么？

这站不错……收藏了～v～
主要是x86是种保证比较强的体系结构，或者说内存模型的限制比较死，我平时都在看x86上的东西没见过用编译器插nop来保证流水线的正确运行的 =_=||||

6 楼 night_stalker 2009-12-21  

看来是……我意识过剩了……

5 楼 night_stalker 2009-12-21  

http://www.powerset.com/explore/semhtml/Hazard_%28computer_architecture%29

唔，fx 的意思是不需要手动插入 nop 是么？

4 楼 幸存者 2009-12-21  

night_stalker 写道

按照 CPU 流水线的指令结构 …… 有些 NOP 是不能删掉的吧。
有时载入某些资源，会消耗数个指令周期，后面必须用 NOP 去等待载入资源的完成，再对其进行操作，否则就出大问题了 ……

要真是这样，我认为这是CPU设计的一大缺陷。

3 楼 RednaxelaFX 2009-12-21  

night_stalker 写道

按照 CPU 流水线的指令结构 …… 有些 NOP 是不能删掉的吧。
有时载入某些资源，会消耗数个指令周期，后面必须用 NOP 去等待载入资源的完成，再对其进行操作，否则就出大问题了 ……

这个是在哪边能查到参考资料么？我只听说过缓存缺失会自然导致流水线停顿，没听说过流水线停顿是靠nop来实现的……(？)

2 楼 NeuronR 2009-12-21  

night_stalker 写道

按照 CPU 流水线的指令结构 …… 有些 NOP 是不能删掉的吧。
有时载入某些资源，会消耗数个指令周期，后面必须用 NOP 去等待载入资源的完成，再对其进行操作，否则就出大问题了 ……

这个这个, 虚拟机是我自己写的很挫的栈式虚拟机.

1 楼 night_stalker 2009-12-21  

按照 CPU 流水线的指令结构 …… 有些 NOP 是不能删掉的吧。
有时载入某些资源，会消耗数个指令周期，后面必须用 NOP 去等待载入资源的完成，再对其进行操作，否则就出大问题了 ……