[Программирование, Компиляторы, D] Самый быстрый компилятор aka compiler-benchmark (перевод)
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 2 месяца
Сообщений: 27286
От переводчика: все началось с топикана форуме D.
После оценки скорости компиляции D по сравнению с другими языками мне было интересно, существует ли какой-нибудь язык, который компилируется в нативный код почти так же быстро или быстрее, чем D, за исключением C?
Если да, то скорее всего, он должен использовать бэкэнд, отличный от LLVM.
Я думаю, что Jai способен на это, но он еще не вышел в релиз.
Бенчмарки скорости компиляции различных комбинаций языков и компиляторов. Поддерживаемые языки:
Компиляторы в нативный код
- C(gcc, clang и cproc),
- C++ (g++ и clang++),
- D(dmd ldmd2, и gdc),
- Go(go и gccgo),
- Swift(swiftc),
- Rust(rustc),
- Julia(julia).
- Ada(gnatgcc),
- Zig(zig),
- V(v),
- Vox(vox),
- C3(c3c),
Компиляторы в байт-код
Сколько то из них может быть установлено на Ubuntu (проверено на 20.04) скриптом ./install-compilers-on-ubuntu-20.04.sh из этого репозитория.
Как это сделано
Бенчмарк запускается так
./benchmark \
--function-count=$FUNCTION_COUNT \
--function-depth=$FUNCTION_DEPTH \
--run-count=5
для подходящих значений $FUNCTION_COUNT и FUNCTION_DEPTH или просто
./benchmark
для значений по умолчанию.
Можно указать тесты выборочно, например
./benchmark --languages=C++,D,Rust
Это сгенерирует код в каталог generated и затем для каждой комбинации языка, типа операции и компилятора запустит поддерживаемые бенчмарки. В итоге на стандартный вывод выдается таблица в формате Markdown, показывающая результаты бенчмарка. Обратите внимание, что время компиляции в этой таблице в столбце Time [us/#fn] является нормализацией микросекунд к количеству сгенерированных тестовых функций, т.е делится на (args.function_count args.function_depth*).
GCC и Clang не выполняют все семантические проверки для C++ (потому что это слишком дорого). Это контрастирует с компиляторами D и Rust, которые выполняют все из них.
Пример сгенерированного кода
Чтобы понять, как работает генерация кода, мы можем, например, сделать следующее
./benchmark --function-count=3 --function-depth=2 --run-count=5
Это для C, сгенерирует файл generated/c/main.c содержащий
long add_long_n0_h0(long x) { return x + 15440; }
long add_long_n0(long x) { return x + add_long_n0_h0(x) + 95485; }
long add_long_n1_h0(long x) { return x + 37523; }
long add_long_n1(long x) { return x + add_long_n1_h0(x) + 92492; }
long add_long_n2_h0(long x) { return x + 39239; }
long add_long_n2(long x) { return x + add_long_n2_h0(x) + 12248; }
int main(__attribute__((unused)) int argc, __attribute__((unused)) char* argv[]) {
long long_sum = 0;
long_sum += add_long_n0(0);
long_sum += add_long_n1(1);
long_sum += add_long_n2(2);
return long_sum;
}
Кэширование компиляторами
Числовые константы рандомизируются при каждом вызове. Это делает невозможным для любого компилятора использовать какой-либо механизм кэширования при последовательных вызовах с одними и теми же опциями компиляции. Это делается для того, чтобы сделать более справедливым сравнение между компиляторами с различными уровнями кэширования.
Например, механизм кэширования эталонного компилятора Go больше не может быть отключен опциями.
Дженерики
Для каждого языка $LANG, поддерживающего дженерики, наряду с main.$LANG будет сгенерирован дополнительный шаблонный исходный файл main_t.$LANG, эквивалентный содержимому main.$LANG, за исключением того, что все функции (кроме main) являются шаблонами. Этот шаблонный исходный файл также будет пробенчмаркан. Колонка Templated в таблице ниже показывает, использует ли компиляция шаблонированные функции или нет.
Прим.пер. Здесь не различаются дженерики и шаблоны, что есть большая разница, как справедливо заметили на форуме. Но пользователю языка это неважно — обычно в языке присутствует единственный механизм.
Выводы (из приведенного ниже проведенного бенчмарка)
Проверка и сборка Vox, по большому счёту, самая быстрая. В 3-4 раза быстрее своего ближайшего конкурента, dmd. Обратите внимание, что Vox, однако, является высокоэкспериментальным языком, не имеющим статуса официального релиза, с бэкэндом только для Windows и обладающим меньшим количеством языковых возможностей, чем большинство других языков, прошедших бенчмаркинг.
На втором месте находятся эталонный компилятор D dmd и cproc. Однако, обратите внимание, что cproc — это высокоэкспериментальный компилятор Си без встроенной поддержки препроцессора Си.
Производительность как GCC, так и Clang значительно ухудшается с каждым новым релизом (в настоящее время 8, 9, 10 в таблице ниже).
Шаблонный (дженерик) исходный код C++ проверяется примерно в 3 раза медленнее, чем не-шаблонный при использовании gcc-8, и примерно в 2.3 раза медленнее для gcc-10. Для clang++-10 замедление составляет примерно 1.6. Соответствующее замедление для шаблонов D (dmd) примерно в 2.5 раза. С другой стороны, интересно, что версию с дженериками Rust обрабатывает в 2-3 раза быстрее, чем не-дженерик версия.
JIT-компилятор Джулии (в настоящее время) очень нуждается в памяти. Максимально рекомендуемое произведение function-count и function-depth для Julia — 5000. Таким образом, при достижении этого максимума Джулия будет исключена из бенчмарка.
Оптимизирующий нативный компилятор OCaml ocamlopt очень медленный для больших входных файлов и поэтому отключается, когда произведение function-count и function-depth превышает 10000.
Пример запуска бенчмарка
Вывод на моем Intel Core i7-4710HQ CPU @ 2.50GHz × 8 с 16 GB памяти под Ubuntu 20.04 для вызова
./benchmark --function-count=200 --function-depth=450 --run-count=3
или же, используя для более быстрой генерации кода Pypy3
pypy3 ./benchmark --function-count=200 --function-depth=450 --run-count=3
Результаты вывода в таблице
От переводчика. Таблица, где свалено все подряд, показалась мне малочитаемой — пришлось даже порыть исходники, чтобы понять смысл. Потому я рассортировал и сделал графики различных сущностей — время полной сборки с генерацией объектных файлов отдельно от проверки синтаксиса против шаблонного/дженерик кода отдельно от нешаблонного. Итого 4 графика.
Посередине графика строка с коэффициентом относительно лидера. Этот коэффициент приведен отдельно среди всех проверок синтаксиса (с и без дженериков), и аналогично среди всех полных компиляций в бинарник.
Значение для Ады — 5746,1
Шкала логарифмическая
Доделать
- поддержку языка C3
- время полной сборки и проверки синтаксиса собрать в одну строку в разные столбцы
- добавить измерение потребляемой памяти с помощью Питоновского Subprocess
- распараллелить вызовы проверки и сборки
- добавить Fortran
- добавить Pony
Ссылки
Мнение от переводчика
Данный бенчмарк показывает только синтетический результат, бесконечно далекий от реальности. К примеру в том же D стандартная библиотека Phobos абсолютно шаблонизирована, что замедляет компиляцию даже простых программ, и чем больше кода — тем медленнее, притом нелинейно.
С другой стороны — не учитывается медлительность систем сборки при перепроверках билда, и кроме того — я переводил пример, где одна и та же программа потребовала 12 пакетов зависимостей для D и около 230 для Rust, что делает сравнение времени в общем случае невозможным.
По ссылке же из соответствующего раздела можно увидеть не только сравнение с другими языками, отсутствующими тут, но и то, как далеко шагнуло компиляторостроение за 4 года в плане сборки огромных программ.
===========
Источник:
habr.com
===========
===========
Автор оригинала: Per Nordlöw
===========Похожие новости:
- [AR и VR] Microsoft обновлением софта улучшила цвета в гарнитурах смешанной реальности Reverb G2 и других
- [Накопители, IT-компании] Xilinx и Samsung представили умный SSD с вычислительными способностями прямо на накопителе
- [Виртуализация, Компьютерное железо, Процессоры] Docker не запускается на старых процессорах Apple A12
- [Big Data, Научно-популярное, Лайфхаки для гиков, Будущее здесь] Что в контенте тебе моем? Многовековая эволюция и основные принципы персонализации контента
- [Разработка игр, Google App Engine, Разработка под Android, Unity, DevOps] OPPO, Huawei, Xiaomi. Chinese app stores join forces to take on Google
- [Python, Программирование, Биографии гиков, IT-компании] Создатель Python Гвидо ван Россум выходит на работу в Microsoft
- Android переходит на сборочную систему Bazel
- [Python, Алгоритмы, Машинное обучение, Искусственный интеллект, Data Engineering] Умная нормализация данных: категориальные и порядковые данные, “парные” признаки
- [Тестирование IT-систем, Программирование, TDD, Профессиональная литература] Что необходимо учитывать при юнит-тестировании фронтенда (перевод)
- [Информационная безопасность, Биллинговые системы, Разработка под Windows] Microsoft завершила поддержку Windows Embedded Standard 7. Расширенный саппорт системы до 2023 года — за отдельную плату
Теги для поиска: #_programmirovanie (Программирование), #_kompiljatory (Компиляторы), #_d, #_dlang, #_compilers, #_programmirovanie (
Программирование
), #_kompiljatory (
Компиляторы
), #_d
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 07-Май 15:03
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 2 месяца |
|
|
От переводчика: все началось с топикана форуме D. После оценки скорости компиляции D по сравнению с другими языками мне было интересно, существует ли какой-нибудь язык, который компилируется в нативный код почти так же быстро или быстрее, чем D, за исключением C?
Если да, то скорее всего, он должен использовать бэкэнд, отличный от LLVM. Я думаю, что Jai способен на это, но он еще не вышел в релиз. Компиляторы в нативный код
Компиляторы в байт-код Сколько то из них может быть установлено на Ubuntu (проверено на 20.04) скриптом ./install-compilers-on-ubuntu-20.04.sh из этого репозитория. Как это сделано Бенчмарк запускается так ./benchmark \
--function-count=$FUNCTION_COUNT \ --function-depth=$FUNCTION_DEPTH \ --run-count=5 для подходящих значений $FUNCTION_COUNT и FUNCTION_DEPTH или просто ./benchmark
для значений по умолчанию. Можно указать тесты выборочно, например ./benchmark --languages=C++,D,Rust
Это сгенерирует код в каталог generated и затем для каждой комбинации языка, типа операции и компилятора запустит поддерживаемые бенчмарки. В итоге на стандартный вывод выдается таблица в формате Markdown, показывающая результаты бенчмарка. Обратите внимание, что время компиляции в этой таблице в столбце Time [us/#fn] является нормализацией микросекунд к количеству сгенерированных тестовых функций, т.е делится на (args.function_count args.function_depth*). GCC и Clang не выполняют все семантические проверки для C++ (потому что это слишком дорого). Это контрастирует с компиляторами D и Rust, которые выполняют все из них. Пример сгенерированного кода Чтобы понять, как работает генерация кода, мы можем, например, сделать следующее ./benchmark --function-count=3 --function-depth=2 --run-count=5
Это для C, сгенерирует файл generated/c/main.c содержащий long add_long_n0_h0(long x) { return x + 15440; }
long add_long_n0(long x) { return x + add_long_n0_h0(x) + 95485; } long add_long_n1_h0(long x) { return x + 37523; } long add_long_n1(long x) { return x + add_long_n1_h0(x) + 92492; } long add_long_n2_h0(long x) { return x + 39239; } long add_long_n2(long x) { return x + add_long_n2_h0(x) + 12248; } int main(__attribute__((unused)) int argc, __attribute__((unused)) char* argv[]) { long long_sum = 0; long_sum += add_long_n0(0); long_sum += add_long_n1(1); long_sum += add_long_n2(2); return long_sum; } Кэширование компиляторами Числовые константы рандомизируются при каждом вызове. Это делает невозможным для любого компилятора использовать какой-либо механизм кэширования при последовательных вызовах с одними и теми же опциями компиляции. Это делается для того, чтобы сделать более справедливым сравнение между компиляторами с различными уровнями кэширования. Например, механизм кэширования эталонного компилятора Go больше не может быть отключен опциями. Дженерики Для каждого языка $LANG, поддерживающего дженерики, наряду с main.$LANG будет сгенерирован дополнительный шаблонный исходный файл main_t.$LANG, эквивалентный содержимому main.$LANG, за исключением того, что все функции (кроме main) являются шаблонами. Этот шаблонный исходный файл также будет пробенчмаркан. Колонка Templated в таблице ниже показывает, использует ли компиляция шаблонированные функции или нет. Прим.пер. Здесь не различаются дженерики и шаблоны, что есть большая разница, как справедливо заметили на форуме. Но пользователю языка это неважно — обычно в языке присутствует единственный механизм. Выводы (из приведенного ниже проведенного бенчмарка) Проверка и сборка Vox, по большому счёту, самая быстрая. В 3-4 раза быстрее своего ближайшего конкурента, dmd. Обратите внимание, что Vox, однако, является высокоэкспериментальным языком, не имеющим статуса официального релиза, с бэкэндом только для Windows и обладающим меньшим количеством языковых возможностей, чем большинство других языков, прошедших бенчмаркинг. На втором месте находятся эталонный компилятор D dmd и cproc. Однако, обратите внимание, что cproc — это высокоэкспериментальный компилятор Си без встроенной поддержки препроцессора Си. Производительность как GCC, так и Clang значительно ухудшается с каждым новым релизом (в настоящее время 8, 9, 10 в таблице ниже). Шаблонный (дженерик) исходный код C++ проверяется примерно в 3 раза медленнее, чем не-шаблонный при использовании gcc-8, и примерно в 2.3 раза медленнее для gcc-10. Для clang++-10 замедление составляет примерно 1.6. Соответствующее замедление для шаблонов D (dmd) примерно в 2.5 раза. С другой стороны, интересно, что версию с дженериками Rust обрабатывает в 2-3 раза быстрее, чем не-дженерик версия. JIT-компилятор Джулии (в настоящее время) очень нуждается в памяти. Максимально рекомендуемое произведение function-count и function-depth для Julia — 5000. Таким образом, при достижении этого максимума Джулия будет исключена из бенчмарка. Оптимизирующий нативный компилятор OCaml ocamlopt очень медленный для больших входных файлов и поэтому отключается, когда произведение function-count и function-depth превышает 10000. Пример запуска бенчмарка Вывод на моем Intel Core i7-4710HQ CPU @ 2.50GHz × 8 с 16 GB памяти под Ubuntu 20.04 для вызова ./benchmark --function-count=200 --function-depth=450 --run-count=3
или же, используя для более быстрой генерации кода Pypy3 pypy3 ./benchmark --function-count=200 --function-depth=450 --run-count=3
Результаты вывода в таблице От переводчика. Таблица, где свалено все подряд, показалась мне малочитаемой — пришлось даже порыть исходники, чтобы понять смысл. Потому я рассортировал и сделал графики различных сущностей — время полной сборки с генерацией объектных файлов отдельно от проверки синтаксиса против шаблонного/дженерик кода отдельно от нешаблонного. Итого 4 графика. Посередине графика строка с коэффициентом относительно лидера. Этот коэффициент приведен отдельно среди всех проверок синтаксиса (с и без дженериков), и аналогично среди всех полных компиляций в бинарник.    Значение для Ады — 5746,1  Шкала логарифмическая Доделать
Ссылки Мнение от переводчика Данный бенчмарк показывает только синтетический результат, бесконечно далекий от реальности. К примеру в том же D стандартная библиотека Phobos абсолютно шаблонизирована, что замедляет компиляцию даже простых программ, и чем больше кода — тем медленнее, притом нелинейно. С другой стороны — не учитывается медлительность систем сборки при перепроверках билда, и кроме того — я переводил пример, где одна и та же программа потребовала 12 пакетов зависимостей для D и около 230 для Rust, что делает сравнение времени в общем случае невозможным. По ссылке же из соответствующего раздела можно увидеть не только сравнение с другими языками, отсутствующими тут, но и то, как далеко шагнуло компиляторостроение за 4 года в плане сборки огромных программ. =========== Источник: habr.com =========== =========== Автор оригинала: Per Nordlöw ===========Похожие новости:
Программирование ), #_kompiljatory ( Компиляторы ), #_d |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 07-Май 15:03
Часовой пояс: UTC + 5