[Программирование, C++] Ваш ABI, скорее всего, неверен (перевод)

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 3 месяца
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
07-Июн-2021 23:33

Цитировать

ABI, или двоичный интерфейс приложения (Application Binary Interface), определяет способ взаимодействия двоичных файлов друг с другом на конкретной платформе и включает соглашение о вызовах. Большинство ABI имеют один конструктивный недостаток, который снижает производительность.Давайте начнем с рассмотрения ABI System V для процессоров линейки x86. ABI классифицирует аргументы функции по ряду различных категорий; мы будем рассматривать только две:INTEGER: Этот класс состоит из целочисленных типов, которые помещаются в один из регистров общего назначения.MEMORY: Этот класс состоит из типов, которые будет переданы в память и возвращены через стек.Я не буду подробно описывать правила классификации аргументов; достаточно сказать, что в общем смысле:

Целые числа, указатели и небольшие структуры имеют класс INTEGER и передаются в регистры.
Если структура слишком большая, она имеет класс MEMORY и передается в стек.
Если аргументов слишком много, те, которые не помещаются в регистры, будут переданы в стек.

Другими словами, передача больших структур по значению влечет за собой большие копии, и это меня огорчает.Но что в этом плохого? Конечно, мы можем просто делать то, что делали во времена наивных компиляторов, и передавать структуры по указателю. К сожалению, это больше не работает; компиляторы сейчас умны, и им не нравится, когда объекты имеют псевдонимы.Например:

void foo(int*);
void bar(void);
int x = 5;
foo(&x); // насколько нам известно, foo мог сохранить &x в глобальной переменной
x = 7;
bar(); // через которую, bar мог изменить x
return x; // что означает, что это должно превратиться в фактическую загрузку; он не может быть обернут в константу
// (Этого не произошло бы, если бы x был передан по значению, но, как мы знаем, это не всегда приемлемо для больших структур.)

restrict во спасение! Если бы параметр foo был аннотирован с restrict, foo не смог бы использовать его псевдоним (C11§6.7.3.1p4,11). К сожалению, компиляторы обычно не в курсе об этом факте. Более того, поскольку принудительного применения типа restrict в C нет, в общем понимании на добросовестность атрибута рассчитывать нельзя, даже если он может быть правильным в тех случаях, когда ABI C используется для связи между языками с более строгой типизацией.И действительно, ABI должен поступать правильно по умолчанию. void foo(struct bla) намного легче читать, чем void foo(const struct bla *restrict), не говоря уже о том, что он лучше передает намерение и фактически обеспечивает более сильную семантическую гарантию.Что ж, такова System V. Как обстоят дела с другими ABI? Microsoft похожа, но она передает структуры с указателем: Структуры или объединения [не малых] размеров передаются как указатель на память, выделенную вызывающей стороной.Это дает вам некоторую гибкость (хотя это также, вероятно, немного сбивает с толку переименователь памяти), но не решает реальной проблемы. «Память, выделенная вызывающей стороной», принадлежит вызываемой стороне, которая может изменять ее по своему желанию, поэтому вызывающей стороне по-прежнему необходимо излишнее копирование.Больше ABI! ARM (извините, AAA arch 64):Если тип аргумента является составным типом, размер которого превышает 16 байт, то аргумент копируется в память, выделенную вызывающей стороной, и аргумент заменяется указателем на копию.RISC-V:Агрегаты размером более 2×XLEN бит [примечание: какого черта вы говорите о битах?] передаются по ссылке и заменяются в списке аргументов адресом.[...]Аргументы, переданные по ссылке, могут быть изменены вызываемой стороной.PowerPC:Все [неоднородное] агрегаты передаются в последовательные регистры общего назначения (GPR), в регистры общего назначения и в память, или в память.MIPS n32:Структуры (structs), объединения (unions),или другие составные типы рассматриваются как последовательность двойных слов (doublewords), и передаются в целые регистры или регистры с плавающей запятой, как если бы они были простыми скалярными параметрами в той степени, в которой они помещаются, с любым избытком в стеке, упакованным в соответствии с обычной структурой памяти объекта.Все это повторения одних и тех же двух ошибок.Правильно установленный ABI должен передавать большие структуры по immutable ссылке, по большому счету избегая копирования. В случае, если требуется копия, это обычно происходит только один раз на вызываемой стороне, вместо того, чтобы повторяться каждой вызывающей стороной. Вызываемая сторона также обладает большей гибкостью и может копировать только те части структуры, которые фактически изменяются.Мотайте на ус, будущие создатели ABI!Ссылки:

Перевод материала подготовлен в рамках курса "C++ Developer. Professional". Если вам интересно узнать больше о курсе, приглашаем на день открытых дверей онлайн, на котором можно будет узнать о формате и программе курса, познакомиться с преподавателем. - ЗАПИСАТЬСЯ НА DEMO DAY

===========
Источник:
habr.com
===========
===========
Автор оригинала: elronnd.net
===========Похожие новости:

Теги для поиска: #_programmirovanie (Программирование), #_c++, #_programmirovanie (программирование), #_cplusplus, #_abi, #_blog_kompanii_otus (
Блог компании OTUS
), #_programmirovanie (
Программирование
), #_c++

Профиль ЛС

Ответить на тему

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: 10-Май 12:27
Часовой пояс: UTC + 5