Optimalisatie technieken

1. Optimalisatie technieken

2. Optimalisatie technieken Things should be made as simple as possible, but not any simpler.

3. Optimalisatie technieken Floatingpoint berekeningen • Floatingpoint getallen kun je praktisch niet met elkaar vergelijken. • De meeste embedded systemen hebben geen floatingpoint processor => floatingpointberekeningen kosten veel tijd. Fixed-point berekeningen Voorbeeld fixed point Notatie • M.N 4.4 • QN Q4 M is aantal integer bits, N is de fractionele bits

4. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen 4.4 Q4 5.75 Precisie: 1/16 =0.0625

5. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen Optellen:

6. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen Aftellen: • 1011 (11) • 0011 (3) • 001011 (11) • + 111101 (-3) • 1001000 (8)

7. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen Vermenigvuldigen Negatiefgetalaanvullen met een 1

8. Optimalisatie technieken N Het aantal bits achter de komma Fixed-point berekeningen • Conversie van float naar fixed point • Vermenigvuldig met 2N en rond af naar dichtstbijzijnde integer. Voorbeeld: N=4 =28 1.75 *24 (int)(F * (1<<N) + (F>=0 ? 0.5 : -0.5))

9. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen • Conversie van fixed point naar float ? • Getal delen door 2N • (float)F / (1<<N) 1.75

10. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen • Conversie van int naar fixed point • Vermenigvuldigen met 2N • (1<<N)

11. Optimalisatie technieken Fixed-point berekeningen16.16 int main() { #define PI 3.1415926535 int a=(int)(PI* (1<<16) + (PI>=0 ? 0.5 : -0.5)); int b=(int)(PI* (1<<16) + (PI>=0 ? 0.5 : -0.5)); int c,d; c=a+a; d= a*a; d=(a*a)>>16; d=((long)a*a)>>16; float fa=(float)c/(1<<16); floatfb=(float)d/(1<<16); printf("fa=%f fb=%f\n",fa,fb); return 0; } a*a=18 722 179 851

12. Optimalisatie technieken Fixed-point arithmetic int main() { #define A 2.0 #define B 1.0 int a=(int)(A* (1<<16) + (A>=0 ? 0.5 : -0.5)); int b=(int)(B* (1<<16) + (B>=0 ? 0.5 : -0.5)); int d=a/b; int d=((long)a<<16)/b; floatfd=(float)d/(1<<16); printf("fd=%f ",d); return 0; }

13. Optimalisatie technieken Vermijd standaard bibliotheek functies • Standaard bibliotheek functies zijn grote en langzame functies • De struprfunctie lijkt kort maar roept o.a. de functies strlower, strcmp, strcpy aan. • De functie printf, sprintf gebruikt o.a. floatingpoint bewerkingen. Vaak zijn er speciale functies zoals iprintf.

14. Optimalisatie technieken Inline functies Door een functie inline te declareren wordt er niet gesprongen naar de functie maar wordt de functie direct in de code verwerkt. int tel3op(int); inlineint tel3op(int aantal) __attribute__((always_inline)); int main() { int a,b; a=tel3op(7); b=tel3op(8); return 0; } int tel3op(int aantal) { return aantal+3; } (gcc)

15. Optimalisatie technieken Zonder inline main: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 subq $16, %rsp movl $7, %edi call tel3op movl %eax, -8(%rbp) movl $8, %edi call tel3op movl %eax, -4(%rbp) movl $0, %eax leave .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc tel3op: .LFB1: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl %edi, -4(%rbp) movl -4(%rbp), %eax addl $3, %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc

16. Optimalisatie technieken met inline main: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl $7, -8(%rbp) movl -8(%rbp), %eax addl $3, %eax movl %eax, -16(%rbp) movl $8, -4(%rbp) movl -4(%rbp), %eax addl $3, %eax movl %eax, -12(%rbp) movl $0, %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc tel3op: .LFB1: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl %edi, -4(%rbp) movl -4(%rbp), %eax addl $3, %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc

17. Optimalisatie technieken Alternatief voor inline macro #include <stdio.h> #define min(x,y) ((x) <(y)) ? (x):(y) int main() { int a=4,b=5,m; m=min(b,a); printf("het minimunum van a en b=%d\n",m); return 0; }

18. Optimalisatie technieken Table lookups enum NodeType {NODE_A, NODE_B, NODE_C}; switch (getNodeType( )) { case NODE_A: . . case NODE_B: . . case NODE_C: . . } • Zet de node die het meest wordt aangeroepen bovenaan. • Indien de nodes opeenvolgend zijn, maak een array vanfunctiepointer .

19. Optimalisatie technieken enum NodeType {NODE_A, NODE_B, NODE_C}; De aan te roepen functies. Array van functiepointers int processNodeA(void); int processNodeB(void); int processNodeC(void); Declaratie array. int(*nodeFuncties[3])(void);

20. Optimalisatie technieken #include <stdio.h> intprocessNodeA(void); intprocessNodeB(void); intprocessNodeC(void); int main() { int (*nodeFuncties[3]) (void); nodeFuncties[0]=processNodeA; nodeFuncties[1]=processNodeB; nodeFuncties[2]=processNodeC; intstatus=nodeFuncties[0](); printf("%d \n",status); } intprocessNodeA(void) { puts("NodeA"); return 0; } intprocessNodeB(void) { puts("NodeB"); return 1; } intprocessNodeC(void) { puts("Node"); return 2; }

21. Optimalisatie technieken int main { } int (* nodeFuncties[])( ) = {processNodeA, processNodeB,processNodeC}; status = nodeFuncties[getNodeType()]( );

22. Optimalisatie technieken For loopAftellen is voordeligerdanoptellen

23. Optimalisatie technieken For loopAftellen is voordeligerdanoptellen Extra vergelijking

24. Optimalisatie technieken Limiteer het gebruik van C++ Gebruik van templates, exceptions, runtime type information hebben hoge kosten.