- Когда это желательно/необходимо?
- Стоит ли об этом вообще задумываться или компилятор сам определит наиболее подходящую модель?
- Например если программа в основном оперирует байтовыми переменными, байтовыми массивами, есть ли смысл сделать выравнивание памяти по байту? Даст ли это прирост скорости при обращении к памяти/переменным или наоборот будет тормозить современные процессоры?
- Или если программа заточена под SSE нужно ли компилятору дать команду как-то специально выравнивать для этого память?
- Есть так же разница выравнивания кода
{$CODEALIGN n}
и выравнивания данных{$ALIGN n}
В каких случаях выравнивание кода даёт какой-либо ощутимый результат?
2 ответа
- Когда профилирование показало, что это необходимо. Или креш.
- Скорее всего компилятор сам все хорошо сделает. Он умный.
- Если делать выравнивание по байту, то данные могут находиться не по выровненным адресам. В этом случае загрузка-выгрузка данных "может быть" немного медленнее. Плюс от выравнивания только в том, что можно иногда сэкономить немного памяти или разместить данные правильным образом (например, если парсим сложный бинарный протокол). Но иногда структуры нужно правильно упаковать, что бы они занимали меньше памяти.
- Если используется SSE, то нужно смотреть в документацию на конкретные команды. Некоторые команды требуют правильно выравнивания и могут не работать, если данные не выровнены или работать сильно медленнее (обычно в два раза). Но обычно компилятор и сам прекрасно управиться. Если же очень сильно хочется помочь компилятору - поставьте выравнивание на 16 или 32.
- Выравнивание кода нужно, если к примеру, у Вас несколько очень маленьких функций, (десятки байт) и к ним очень часто обращаются. Так как загрузка кода в принципе ничем не отличается от загрузки данных, то, теоретически, можно получить выигрыш. Выравнивание кода ещё бывает нужно на микроконтроллерах, где нужно иногда размещать код правильно в памяти.
Подсуммируем. Если приложение падает, то возможно нужно посмотреть на выравнивание данных, которые передаются в sse инструкции. Если приложение медленно работает, то профилируем, потом выравнием данные, которые используются "тяжелыми функциями" и снова профилируем (и скорее всего ничего не изменится).
-
А конкретные примеры может кто-нибудь привести, когда мы увидим реальную разницу в скорости работы при различном выравнивании? Пусть даже это глупые и надуманные примеры. "и скорее всего ничего не изменится" улыбнуло :))– Isaev30 авг 2017 в 10:18
-
2
-
И самое непонятное: я знаю, что логика моей программы не вылезает за пределы байта, потому использую везде тип байт. Это вроде бы логично, должно быть быстрее и экономить память. Профессор говорит никогда не используйте байт, т.к. обращение к нему будет медленнее, т.к. память по умолчанию выровнена не по байту! Так она выровнена по 8 или 16 байт, тут ни word ни int не поможет. Зачем же тогда использовать бОльшую размерность типов, когда она в принципе не используется?– Isaev30 авг 2017 в 10:25
-
Если Вам просто нужна одна переменная типа байт, то можно использвоать и integer (который 4 байта). В некоторых случаях это даже будет быстрее (процессору в большинстве случаев загрузить один байт с памяти или 4 - все равно). Другое дело, если у Вас массив на миллионы элементов. Здесь байт/integer может быть существенным.– KoVadim30 авг 2017 в 10:29
-
т.е. если у меня 100 байтовых переменных, то по сути они всё равно по-умолчанию выровнены по 8 байтовой границе и обращение к ним должно быть таким же, как и к словам и к integer(т.к. они тоже 8 байт не превышают) и занимают они в памяти 100 x 8 байт (так же как и слова и integer выровненные по той же 8 байтовой границе)? Или выравневается таки не каждая переменная, а начало области данных?– Isaev30 авг 2017 в 10:47
Выравнивание критично, если идёт обращение к данным чужой dll, а параметры передаются в виде record . Если Вы передадите туда запись, которая выровнена не так как в библиотеке, то будет не соответствие параметров (который приведет к сбою!).
Второй вариант это чтение данных при помощи записей. Есть заголовок файла,например jpeg, Вы сделали запись, которая содержит информацию о заголовке и читается заголовок целиком сразу в вашу структуру. Если не написать packed record, то данные в записи будут неправильные.
То есть чаще всего выравнивание нужно при использовании записей.
В остальных прирост производительности может быть и будет при выравнивании, но чаще всего он мало ощутим. Если есть критически важные места, то при проведении оптимизации нужно сделать выравнивание. Но это всего лишь одна из 10-ка процедур оптимизации..