Как определить время выполнения адресации?

Question

[Begginer_serg]

Необходимо определить продолжительность выполнения команд различных адресаций, как это можно реализовать на assebmler?

Comments

[none7]

В современном процессоре мерить скорость группы инструкций бесполезно. Только в каком либо ARM M0 это будет давать вменяемые результаты. Во первых уже очень давно процессоры выполняют несколько инструкций с не пересекающимеся данными за 1 такт. Чуть позже они начали делать это спекулетивно, то есть просто надеясь, что выполнение доберётся до этих инструкций не уйдя по условному переходу или исключению. Откаты ошибочных предположений очень долгие и Вы даже не поймёте почему простейшая инструкция add reg,reg стоящая за je short label занимает сотни тактов. Ещё чуть позже все процессоры Intel начали компилировать x86-код, в свой внутренний микрокод(подозреваю новую архитектуру AMD в том же), так как x86 с самого начала был не оптимален для спекулетивного выполнения. И естественно любая компиляция требует времени и хранит результат в кеше процессора, а он не резиновый. Учитывая, что lea reg, [reg+reg+imm] когда то выполнялась за 1 такт, то вероятно в микрокоде все подобные сложения будут выполнятся за 1 такт несмотря на то, что инструкции теоретически должны дождаться результата работы прошлых команд. А вот с обращением к памяти всё довольно печально, Вы ведь знаете о CAS Latency? На моём устаревшем процессоре один запрос к памяти мимо кеша занимает 38 тактов и повышение частоты процессора так же увеличивает эту цифру. Это сводит на нет всю пользу Вашего вопроса.
В современном коде гораздо важнее общая архитектура, неправильно выбранный алгоритм или лишние/повторные вычисления никакие оптимизации инструкций не спасут. Затем идёт оптимизация доступа к памяти, чтобы обращения за пределы кеша происходили как можно реже. И последнее, игра с условными переходами, чтобы снизить число промахов спекуляций. В остальном любой не оптимизированный код, современным процессором выполняется почти так же быстро как идеальный.

[freeExec]

none7, Да уже никто не заботиться в современном мире о промахах кеша, ты или используешь архитектуры ECS или доступ к памяти тебя не парит совсем. А уж о количестве условных переходов подавно.

[none7]

freeExec, раз уж автора вопроса интересует время исполнения простейших инструкций процессора, то его это парит.

[freeExec]

none7, Он просто на верхушке айсберга. Ждём когда он поймёт что его данные ни чего не дают в современном мире.

[Begginer_serg]

freeExec, мне просто дали задание - я должен его выполнить, в чем проблема?
Пользователь none7 вообще сочинение какое-то написал, из которого я ничего взять не могу. Вопрос - как посчитать такты выполнения программ для каждого способа адресации, как составить эту программу. Данный вопрос к тем, кто знает что-нибудь из этой области и может без проблем подсказать

[freeExec]

Begginer_serg, кто вам дал такое задание? Ну получите вы на все свои варианты примерно один результат от 50 до 80, что вы с этим будете делать?

[Begginer_serg]

freeExec, университет. Хочу отметить, что ассемблер до этой дисциплины не затрагивался, впервые в жизни приходится с ним работать. Насчет задания: рассказ теории надо подкрепить программой, которая бы показала, что различные способы адресации занимают разное количество тактов..

[none7]

Begginer_serg, Мое сочинение как бы намекает, что результаты будут чисто рандомные для каждого из вариантов. Чтобы получить нормальный результат, Вам нужен эталонный i386, а не i3.

[Begginer_serg]

none7, да уж хоть какие-нибудь результаты получить..

Answer 1

[jcmvbkbc]

Задача в такой постановке не имеет решения и скорее всего не имеет смысла.
Попробуй для начала ответить, время чего именно ты хочешь замерить.
Я подозреваю, что ты хочешь сравнить скорость выполнения конкретной программы написанной с использованием того или иного метода адресации. Если это так, то это понятная задача, но не стоит называть её "определением времени выполнения адресации". Для её решения можно воспользоваться счётчиком тактов если он есть в твоём процессоре. Если нет -- можно воспользоваться внешним таймером.

Comments

[Begginer_serg]

Совершенно верно. Спасибо, что смогли конкретизировать мою просьбу.

Да, мне действительно нужно посчитать такты выполнения программ для каждого способа адресации и сравнить их, но нигде в Интернете не могу найти нужной, по этой теме, информации.
Процессор Intel i3-6100

[jcmvbkbc]

нужно посчитать такты выполнения программ

Begginer_serg, см. rdtsc.
Чтобы получить осмысленные результаты нужно учесть или нейтрализовать эффекты многозадачной ОС, виртуальной памяти, кеша, управления питанием как минимум.

[Begginer_serg]

jcmvbkbc, основная цель это определение времени выполнения различных типов адресаций, т.е. продолжительность выполнения команд для разного типа. Хотелось бы просто понять, с чего начать и как вообще это просчитывается

[jcmvbkbc]

с чего начать

Begginer_serg, с того, чтобы написать сравниваемые куски кода

как вообще это просчитывается

Есть как минимум два варианта: можно замерять время выполнения последовательности инструкций, грубо это -- прочитать счётчик тактов в начале, выполнить последовательность, прочитать счётчик тактов в конце, вычесть одно из другого. Можно замерять усреднённое время выполнения цикла -- прочитать счётчик тактов в начале, выполнить последовательность инструкций N раз, прочитать счётчик тактов в конце, вычесть одно из другого и разделить на N.

[Begginer_serg]

jcmvbkbc, допустим вот примеры кода нашел, но не знаю как добавить просчет таков ..
1. Регистровая адресация
mov bx, ax
mov es, ax
2. Непосредственная адресация
mov ax, 2
add ax, 2
3. Прямая адресация
mov ax,es:0001
mov ax, es:word_var
4. Косвенная адресация
mov ax, [bx]
5. Адресация по базе со сдвигом
mov ax, [bx+2]
mov ax, [bp]+2
6. Косвенная адресация с масштабированием
mov ax,[esi*2]+2
7. Адресация по базе с индексированием, например:
mov ax,[bx+si+2]
mov ax,[bx][si]+2
mov ax,[bx+2][si]
mov ax,[bx][si+2]
mov ax,2[bx][si]
8. Адресация по базе с индексированием и масштабированием -
mov eax, ds:[eax+ebx*2+2]

[jcmvbkbc]

не знаю как добавить просчет таков

Begginer_serg, см. rdtsc.