اجرای پروژه مرحله 2 [part-1]

به SPO600 2024 Summer Project Stage-2 خوش آمدید! تابستان امسال، ما در حال غواصی در دنیای شگفت‌انگیز بهینه‌سازی کامپایلر هستیم تا یک نمونه اولیه از Automatic Function Multi-Versioning (AFMV) برای مجموعه کامپایلر GNU (GCC) در سیستم‌های AArch64 بسازیم. در این وبلاگ، زمینه مرحله 2 پروژه خود را بررسی می کنیم که در آن FMV را به طور خودکار برای توابع اعمال می کنیم، جزء کلیدی پروژه ما.

وظیفه من

در این پروژه نقش‌های مختلفی به ما محول شد زیرا برای هر فرد به تنهایی یک فرآیند بسیار بزرگ است و زمان کمتری داریم. تصور کنید سعی می کنید پایه کد عظیم GCC را درک کنید و سپس تقریباً 35 کپی از همان پروژه داشته باشید.😵‍💫
خب حالا برسیم به این نکته که وظیفه من است. این وظیفه به من محول شد که شبیه سازی FMV را به طور خودکار روی توابع اعمال کنم. توضیحات: هنگامی که گزینه های خط فرمان مناسب ارائه می شود، کامپایلر باید به طور خودکار تمام توابع را شبیه سازی کند، گویی که ویژگی target_clone مشخص شده است.
حالا می دانم چه سوالاتی در ذهن شما ایجاد می شود، چه FMV
شبیه سازی در واقع است؟ و غیره
می خواهم بدانی پس برای این سفر کوچک استفاده از شبیه سازی FMV به من بپیوند.
PS ممکن است سفر “MINI” نباشد.

Function Multi Versioning چیست؟

Function Multi-Versioning (FMV) یک تکنیک بهینه‌سازی است که در محاسبات مدرن برای بهبود عملکرد برنامه‌ها با اجازه دادن به نسخه‌های مختلف یک تابع برای تولید و استفاده بر اساس ویژگی‌های خاص سخت‌افزار یا محیط زمان اجرا استفاده می‌شود. این رویکرد می‌تواند با استفاده از ویژگی‌های سخت‌افزاری تخصصی یا بهینه‌سازی‌های متناسب با شرایط خاص، منجر به اجرای کارآمدتر شود.

مفاهیم کلیدی

1. چند نسخه: FMV شامل ایجاد چندین نسخه از یک تابع است که هر کدام برای قابلیت های سخت افزاری مختلف یا سناریوهای زمان اجرا بهینه شده اند. به عنوان مثال، یک تابع ممکن است یک نسخه بهینه شده برای CPUهایی داشته باشد که مجموعه خاصی از دستورالعمل های برداری را پشتیبانی می کنند و نسخه دیگری برای CPU های قدیمی بدون این ویژگی ها.

2. مکانیسم انتخاب: در زمان اجرا، سیستم تعیین می کند که کدام نسخه از تابع را بر اساس محیط فعلی اجرا کند. این تصمیم معمولاً با استفاده از یک تابع انتخابگر که قابلیت‌های سخت‌افزار یا سایر عوامل مرتبط را بررسی می‌کند، گرفته می‌شود.

3. تخصص سخت افزار: FMV به ویژه برای بهره برداری از ویژگی های سخت افزاری خاص مانند پسوندهای برداری (به عنوان مثال، AVX، SSE در معماری های x86) یا مجموعه دستورالعمل های تخصصی موجود در پردازنده های جدیدتر مفید است.

4. بهینه سازی عملکرد: با استفاده از مناسب ترین نسخه یک تابع برای زمینه مورد نظر، FMV می تواند عملکرد را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، به ویژه در برنامه های کاربردی محاسباتی فشرده مانند محاسبات علمی، پردازش گرافیکی و یادگیری ماشین.

5. ارسال پویا در مقابل استاتیک:

   –ارسال استاتیک: انتخاب نسخه تابع
   در زمان کامپایل اتفاق می افتد. کامپایلر متفاوت تولید می کند
   مسیرهای کد بسته به بررسی های زمان کامپایل یا هدف
   مشخصات فنی.

   –اعزام پویا: نسخه عملکرد در انتخاب شده است
   زمان اجرا
   بر اساس تشخیص واقعی سخت افزار یا زمان اجرا دیگر
   شرایط

6. پشتیبانی کامپایلر: کامپایلرهای مدرن، مانند GCC و Clang، اغلب پشتیبانی داخلی برای FMV ارائه می کنند. آنها به توسعه دهندگان اجازه می دهند تا نسخه های مختلف یک تابع را مشخص کنند و منطق ارسال را به طور خودکار مدیریت کنند.

مزایای عملکرد چند نسخه

• عملکرد بهبود یافته
  : با استفاده از بهینه سازی های مخصوص سخت افزار، FMV می تواند سرعت اجرای برنامه ها را افزایش دهد.
• انعطاف پذیری: برنامه ها می توانند بدون نیاز به چندین باینری جداگانه با طیف وسیعی از پیکربندی های سخت افزاری سازگار شوند.
• سازگاری به عقب: FMV به کدهای جدیدتر اجازه می دهد تا با ارائه نسخه ای از توابع که به ویژگی های جدیدتر و پشتیبانی نشده تکیه نمی کنند، روی سخت افزارهای قدیمی اجرا شوند.

حال سوال مهم بعدی مطرح می شود که چگونه این کار شبیه سازی FMV را انجام دهیم؟ بنابراین، همانطور که می دانید اجازه دهید در وبلاگ بعدی در مورد این بحث صحبت کنیم

تا آن زمان مردمی … کد نویسی مبارک!!!