Как увеличить FPS в системе?

Question

[Иван Четчасов]

Я пишу ОС под все платформы, сейчас - под х86-16. Я работал над поддержкой какой-никакой графики (для меня это просто лес), реализовал двойную буфферизацию, поддержку мыши и простейшие примитивы (прямоугольник, закрашенный прямоугольник, курсор, окно). Как по тбыкновению, возникает проблема: фреймрейт чрезвычайно низкий, даже просто водить курсором - уже некомфортно. Для копирования из временного буффера в видимый, я использовал инструкцию rep movsd, хоть и знаю, что до i286 включительно такой инструкции нет. Вопрос: как повысить число кадров в секунду? предпочтительнее использовать rep movsw, но это не обязательное ограничение, главное, чтобы на i386 завелось.

Архив с кодом

Answer 1

[jcmvbkbc]

Как увеличить FPS в системе?

Ты уже задавал этот вопрос в комментариях к предыдущему вопросу, там есть ответ:

Основной способ стандартный -- не перерисовывать всё, если можно этого избежать.

Нет нужды перерисовывать весь интерфейс в бэк-буфере, если ничего не изменилось кроме положения мыши. Указатель мыши вообще можно рисовать прямо во фрейм-буфере, когда он перемещается копировать маленький квадратик из бэк-буфера и рисовать стрелку в новом месте.

Comments

[Иван Четчасов]

этот ответ не удовлетворительный. Он не дает достаточно информации, чтобы я мог это сделать. поэтому я снова задал этот вопрос, отдельно.

[Иван Четчасов]

jcmvbkbc, и как же выделить, что именно эту зону нужно перерисовать, а вон ту - не нужно? :Г

[jcmvbkbc]

как же выделить, что именно эту зону нужно перерисовать, а вон ту - не нужно?

Иван Четчасов, API оконного интерфейса может предоставить функцию, чтобы владелец окна мог сказать, что какая-то часть окна изменилась и требует перерисовки. Вот тебе пример из API win32: InvalidateRect.
Если ты вызываешь функцию которая рисует в окне в бэк-буфере, ты передаёшь ей координаты где рисовать, т.е. опять, ты знаешь что изменилось.

[Иван Четчасов]

jcmvbkbc, я понял смысл, я не знаю, как перерисовать именно то, что изменилось, если я изначально просто слепо копирую весь буфер по 4 байта за раз

[Алексей Черемисин]

Иван Четчасов, Значит нужно где-то держать коррдинаты и идентификаторы окон (а с ними еще и атрибуты окна, типа модальности, програчности и прочей хрени), и если программа или API попросят перерисовать нужное окно, то его и перерисовывать.

[Иван Четчасов]

Алексей Черемисин, вы посмотрели код? Там ещё нету ни меннджера окон, не пробей ерунды, единственное, что там происходит - ручная заливка, отрисовка окна примитивами и рендер курсора по заранее написаннному алгоритму (никаких пнг или прочих текстур, их тут ещё нету). Единственное, что заставляет сменить кадр - это передвижение курсора. вопрос в том, как выбрать область, которая будет перерисована и обновлена, больше ничего не нужно

[Алексей Черемисин]

Иван Четчасов, Заведите область памяти, где будете держать координаты курсора, курсор отрисовывается прямоугольником в несколько пикселей, пусть будет 16х16. и держите начало координат этого прямоугольника.
1) Скопировать прямоугольник из видеобуфера на месте курсора и запомнить его
2) Этом же месте нарисовать курсор
---
3) Когда курсор перемещен, скопировать обратно запомненный буфер из 1)
4) Посчитать следующие координаты курсора и на пункт 1)

PS. Ну а по коду - если делаете операционку, что похвально (!), то лучше ее делать на языке высокого уровня, и делать небольшие вставки на ассемблере под нужную архитектуру.
PPS... Что-то пока не вижу таблиц прерываний, да и вообще таблиц с ресурсами...

Что касается копирования, то чем его меньше, то лучше. Рекомендую прочитать, реализовать в алгоритме и применять, везде, где получится (но без фанатизма) https://ru.wikipedia.org/wiki/Zero-copy
Zero-copy сейчас используется очень во многих продуктах: сетевой стек в линуксе, gstreamer, драйвера video, v4l2 и прочей хрени типа драйверов и ПО...

[Иван Четчасов]

Алексей Черемисин, спасибо за развпрнутый комментарий. Сейчас почитаю про Zero-copy. насчет таблиц прерываний и прочего - сейчас пишу версию под 8086-i386, т.е. защищенный режим отсутствует. По поводу языка - меня сильно раздражает система сборки, линковки и т.д. в том же С/С++, я просто не способен её понять и юзать так, чтобы получить нужный результат. Вечно появляется какая-то проблема, то ли от того, что хост линкеру не нравится, то ли от отсутсвия либы необходимой, то ли от того, что ему так захотелось, и информации о таких ошибках в интернетах почти нет. Именно поэтому я не использую С, а так - я бы с радостью, это сильно упростило бы мне задачу.

[Алексей Черемисин]

Иван Четчасов, Наоборот, если пишете ядро, зарускайте сборщик БЕЗ библиотек, вообще без каких лобо библиотек. А линкеру нужно сказать, чтобы делал бинарный файл с нужными смещениями.
Но да, этому нужно посвятить немного времени. Кроме линкера нужно будет освоить еще и передачу параметров в функции и обратно (часть через регистры, часть по стеку, часть по памяти)...
Зато потом будет на порядко легче.

[Алексей Черемисин]

Иван Четчасов, И да, можно посмотреть, как компилируются бинарники того же linux lilo.

Answer 2

[mayton2019]

Для копирования из временного буффера в видимый, я использовал инструкцию rep movsd, хоть и знаю, что до i286 включительно такой инструкции нет. Вопрос: как повысить число кадров в секунду?

Без тонкой диагностики нут - нельзя. Я не знаю как в геймдеве но в других отраслях при возникновении проблем самое первое что делают - меряют время. Можно мерять профайлером но это явно не твой вариант.

Найди себе сверх-точные часы которые меряют наносекунды (ты-же ассемблерщик?) Померяй сколько занимает rep movsd. Меряй не один раз а хотя-б много итераций и бери среднее. Может быть не в этом твоя проблема с fps, а где-то в другом коде.

Comments

[Иван Четчасов]

в геймдеве как раз профайлер и используется, в пример можно взять встроенный в Unity. Я не знаю как в других отраслях. Но проблема не только в rep movsd, но и в рендере нужного изображения - я не знаю, как выбрать конкретную область, которую надо перерисовать и обновить.

[mayton2019]

Иван Четчасов, ну чел. Тут тебе никто не поможет. Во первых только ты знаешь какая часть back-buffer обновляется. Во вторых зачем тебе фрейм-рейт если ты не делаешь игру? Для классического оконного пользователя в вакууме достаточно периода в 100 мс. Вот именно так люди воспринимают информацию.

[Иван Четчасов]

mayton2019, вы пробовали запустить это или нет? Там настолько низкий fps, что этим невозможно пользоваться. там период разительно больше, чем 100мс.

[mayton2019]

Иван Четчасов, Иван дорогой. Цифры. Нужны цифры. И чекптоинты в коде где и сколько мы тормозим.