abclinuxu.cz AbcLinuxu.cz itbiz.cz ITBiz.cz HDmag.cz HDmag.cz abcprace.cz AbcPráce.cz
Inzerujte na AbcPráce.cz od 950 Kč
Rozšířené hledání
×
    včera 23:55 | Nová verze

    Byla vydána nová stabilní verze 24.05 linuxové distribuce NixOS (Wikipedie). Její kódové označení je Uakari. Podrobný přehled novinek v poznámkách k vydání. O balíčky se v NixOS stará správce balíčků Nix.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 0
    včera 17:33 | Nová verze

    Byla vydána nová verze 1.48.0 sady nástrojů pro správu síťových připojení NetworkManager. Novinkám se v příspěvku na blogu NetworkManageru věnuje Fernando F. Mancera. Mimo jiné se v nastavení místo mac-address-blacklist nově používá mac-address-denylist.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 4
    včera 17:11 | Komunita

    Před 25 lety, 31. května 1999, započal vývoj grafického editoru Krita (Wikipedie). Tenkrát ještě pod názvem KImageShop a později pod názvem Krayon.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 2
    včera 12:55 | Nová verze

    Farid Abdelnour se v příspěvku na blogu rozepsal o novinkám v nejnovější verzi 24.05.0 editoru videa Kdenlive (Wikipedie). Ke stažení brzy také na Flathubu.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 0
    včera 11:22 | Zajímavý článek

    David Revoy, autor mj. komiksu Pepper&Carrot, se rozepsal o své aktuální grafické pracovní stanici: Debian 12 Bookworm, okenní systém X11, KDE Plasma 5.27, …

    Ladislav Hagara | Komentářů: 2
    30.5. 22:44 | Nová verze

    Wayland (Wikipedie) byl vydán ve verzi 1.23.0. Z novinek lze vypíchnout podporu OpenBSD.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 0
    30.5. 21:22 | Zajímavý článek

    Craig Loewen na blogu Microsoftu představil novinky ve Windows Subsystému pro Linux (WSL). Vypíchnout lze GUI aplikaci pro nastavování WSL nebo správu WSL z Dev Home.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 0
    30.5. 12:44 | Pozvánky

    V sobotu 1. června lze navštívit Maker Faire Ostrava, festival plný workshopů, interaktivních činností a především nadšených a zvídavých lidí.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 0
    30.5. 12:22 | Nová verze

    Webový server Caddy (Wikipedie) s celou řadou zajímavých vlastností byl vydán ve verzi 2.8 (𝕏). Přehled novinek na GitHubu.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 8
    29.5. 22:11 | Nová verze

    Byla vydána verze 3.0 (@, 𝕏) svobodného softwaru HAProxy (The Reliable, High Performance TCP/HTTP Load Balancer; Wikipedie) řešícího vysokou dostupnost, vyvažování zátěže a reverzní proxy. Detailní přehled novinek v příspěvku na blogu společnosti HAProxy Technologies.

    Ladislav Hagara | Komentářů: 7
    Podle hypotézy Mrtvý Internet mj. tvoří většinu online interakcí boti.
     (90%)
     (3%)
     (4%)
     (4%)
    Celkem 1044 hlasů
     Komentářů: 17, poslední včera 15:31
    Rozcestník

    BlitJit – JIT Image Compositing for C++

    1.3.2009 01:52 | Výběrový blog | poslední úprava: 31.8.2009 14:21

    Tento blog byl smazán autorem

           

    Hodnocení: 100 %

            špatnédobré        

    Anketa

    Má podle vás smysl optimalizovat grafické knihovny pomocí JIT kompilace?
     (82 %)
     (18 %)
    Celkem 28 hlasů

    Obrázky

    BlitJit – JIT Image Compositing for C++, obrázek 1 BlitJit – JIT Image Compositing for C++, obrázek 2

    Tiskni Sdílej: Linkuj Jaggni to Vybrali.sme.sk Google Del.icio.us Facebook

    Komentáře

    Vložit další komentář

    stativ avatar 1.3.2009 09:13 stativ | skóre: 54 | blog: SlaNé roury
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    Kéž by to zmiňované Cairo začalo využívat…
    Ať sežeru elfa i s chlupama!!! ljirkovsky.wordpress.com stativ.tk
    1.3.2009 10:31 janosh | skóre: 8 | blog: janosh_blog | Třebíč
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    hodne dobrej zapisek. Nechces to pak vydat jako clanek, nebo serial clanku?
    Linux is like teepee, no windows, no gates, apache inside!
    2.3.2009 18:24 Deleted [8409] | skóre: 14 | blog: darkblog
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    Upřímně si na články netroufám. Moc neovládám gramatiku, a témata, které mě zajímají, většinou zajímají strašně malý okruh lidí. Blog mi celkem vyhovuje, i když uvažuju o přesunu na nějaký spíš programátorský portál.

    Když se nad tím zamyslím, tak já vlastně o Linuxu vůbec nepíšu. Všechno co dělám běží i pod Windows a v současnosti na programování používám nejvíce VS2005.
    4.3.2009 09:11 Ladicek | skóre: 28 | blog: variace | Havlíčkův brod
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    Jen hezky zůstaň tady, JIT kompilace (tedy v tomhle případě spíš JIT generování kódu) je super zajímavé téma :-)
    Ještě na tom nejsem tak špatně, abych četl Viewegha.
    4.3.2009 10:02 podlesh | skóre: 38 | Freiburg im Breisgau
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    Když se nad tím zamyslím, tak já vlastně o Linuxu vůbec nepíšu. Všechno co dělám běží i pod Windows a v současnosti na programování používám nejvíce VS2005.
    Nevadí, důležité je že to neběží jen pod Windows.
    1.3.2009 10:39 Miloslav Ponkrác | blog: miloslavponkrac
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++

    Ještě by mohlo umět uložit kód funkce jako objektový soubor pro slinkování s C/C++ kompilátorem a bylo by to dokonalé. :-)

    2.3.2009 18:15 Deleted [8409] | skóre: 14 | blog: darkblog
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    Vzhledem k jit překladu není potřeba;) Generátor jit kódu je ale i tak velice optimalizovaný.
    microcz avatar 1.3.2009 11:23 microcz | skóre: 18 | blog: Michalův zápisník | Praha
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++

    zajímavé, na takhle nízké úrovni jsem se vykreslovacím procesem (jakožto skalní příznivec SDL) nikdy nezabýval, rád jsem se něco přiučil, děkuji za výborný článek

    2.3.2009 18:10 Deleted [8409] | skóre: 14 | blog: darkblog
    Rozbalit Rozbalit vše Re: BlitJit – JIT Image Compositing for C++
    Díky za pozitivní reakce i výsledek ankety ;)

    Vývoj je jen v začátku, další výsledky bych chtěl prezentovat jako porovnání rychlosti oproti SDL, Cairo a GDI.

    31.8.2009 15:10 backup
    Rozbalit Rozbalit vše Záloha: BlitJit – JIT Image Compositing for C++

    BlitJit je nízkoúrovňová knihovna pro práci s grafikou pro C++, která je založená na just-in-time kompilaci grafických funkcí. V minulých zápiscích jsem představoval knihovnu AsmJit, která se stala srdcem knihovny BlitJit.

    Úvod

    Od prvního vydání knihovny AsmJit už uběhl nějaký ten pátek, tato knihovna se stále zlepšuje a nabývá nových vlastností. Při práci na knihovně BlitJit jsem si uvědomil, že je zapotřebí i něco víc než jen strohý assembler a přidal jsem do knihovny AsmJit i další třídu „Compiler“. Tato třída umožňuje vytvářet funkce pro různé volací konvence (calling conventions) a podporuje dokonce 32 a 64 bitů. O třídě Compiler bych chtěl v budoucnu napsat samostatný zápisek, nyní chci ale ukázat jen možnosti knihovny BlitJit.

    Díky knihovně AsmJit a zmíněné třídě Compiler je tedy možné knihovnu BlitJit použít pro architektury x86 a x64 v 32bitovém i 64bitovém módu. Zatím jsem zkoušel jen 32bitový Windows a 64bitový Linux (moje kombinace OS), ostatní až časem (pod 64bitovým Windows očekávám chyby).

    Motivace

    Při podrobném prozkoumání ostatních grafických knihoven zjistíme, že každá knihovna potřebuje nízkoúrovňové grafické funkce, které se starají o kompozici pixelů. Tyto funkce většinou bývají napsané v C nebo se používají optimalizace pro MMX, SSE, atd... Když se kdokoliv na tyto funkce podívá podrobně, zjistí, že mají hodně společného. Každá funkce většinou pracuje nad nějakým polem (nejčastěji zdroj a cíl, ale při operaci s konstantní barvou jen cíl). Snahou většiny programátorů v této oblasti je maximálně optimalizovat tyto nízkoúrovňové funkce, protože na nich většinou závisí celkový výkon grafické knihovny.

    Problém ručně psaných optimalizací je ten, že každá optimalizace se dělá přesně pro daný pixel formát (předem specifikovaný formát, podle kterého jsou pixely uložené v paměti) a s přibývající podporou více formátů nebo jejich vzájemným mixováním přibývá i nutný počet funkcí pro jejich efektivní zpracování. Protože některé knihovny obsahují opravdu široké spektrum formátů, ve kterých jsou uloženy pixely, řeší se tento problém tak, že zpracování probíhá ve více fázích:

    • Fetch - načtení zdrojových a cílových pixelů a převedení do vnitřního formátu
    • Composite – provedení kompozitní operace (míchání zdrojového a cílového pixelu)
    • Store – uložení cílového pixelu z vnitřního formátu do cílového formátu

    Pokud si to spočítáme, zjistíme, že kompozitní operace pro běžnou operaci může znamenat až 4 fáze (2xFetch, 1xComposite a 1xStore). Každá fáze navíc znamená degradaci výkonu (je to vlastně poměr mezi obecnou implementací a výkonem, čím obecnější implementace, tím menší výkon a naopak). V praxi se to řeší tak, že se píší specializované implementace pro konkrétní formáty a kompozitní operace. Pokud implementace neexistuje, použije se obecná (slow path).

    Návrh knihovny

    Poslední dobou se snažím navrhovat knihovny tak, aby je bylo možné bez sebemenších problémů používat i jinde - minimalizace závislostí, nepoužívat stl, výjimky a rtti. S knihovnou BlitJit to není jiné. Jediné, co je potřeba pro zkompilování je knihovna AsmJit, na které je celý proces just-in-time kompilace založený.

    Knihovna obsahuje třídu pro definování formátu pixelů (PixelFormat) a kompozitní operace (Operation). Formát pixelů je v současnosti implementován jen ARGB32-Premultiplied, ale kompozitní operace už je možné používat všechny (zatím jsou implementované jen operace, které definovali Porter & Duff a něco navíc).

    Další třídy, které se používají jsou Generator (jedná se o hlavní třídu, která generuje JIT kód, viz dále) a MemoryManager (třída pro uchovávání a cachování již vytvořeného JIT kódu). V budoucnu se API ale určitě změní, bude potřeba přidávat formáty, kompozitní operace a přidat podporu pro efektivní vykreslování textu a transformace.

    Třída Generator umí vytvořit funkce následujících prototypů:

    // Broken in new version
    typedef void (BLITJIT_CALL *FillSpanFn)(
      void* dst, const UInt32 src, SysUInt len);
    
    // Implemented
    typedef void (BLITJIT_CALL *BlitSpanFn)(
      void* dst, const void* src, SysUInt len);
    
    // Not Implemented
    typedef void (BLITJIT_CALL *BlitSpanMaskFn)(
      void* dst, const void* src, const void* mask, SysUInt len);
    
    // Implemented
    typedef void (BLITJIT_CALL *BlitRectFn)(
      void* dst, const void* src,
      SysInt dstStride, SysInt srcStride,
      SysUInt width, SysUInt height);
    
    // Not Implemented
    typedef void (BLITJIT_CALL *BlitRectMaskFn)(
      void* dst, const void* src, const void* mask,
      SysInt dstStride, SysInt srcStride, SysInt maskStride,
      SysUInt width, SysUInt height);
    

    Kde dst je vždycky cílový buffer, src je zdrojový buffer nebo jedna složka (v případě FillSpanFn), len/width je šířka a height výška (s výškou je potřeba zadat i dstStride a srcStride pro skoky na další / předchozí řádek). Funkce se dají vytvořit pomocí generátoru. Vstup pro generátor je třída Compiler (definovaná v knihovně AsmJit, zde je serializován asm kód) a požadované formáty a druh kompozitní operace.

    Použití

    Pokud chce někdo použít knihovnu BlitJit, musí vzít v úvahu, že se jedná o nízkoúrovňovou knihovnu. Je potřeba několik kroků k tomu, aby se vytvořil JIT kód požadovaných parametrů. Například, pokud chci vytvořit funkci, která pro zdrojový a cílový formát ARGB32 provede operaci CompositeOver, musím zavolat následující kód:

    // Memory manager nám usnadní alokaci paměti
    BlitJit::MemoryManager memmgr;
    
    // Compiler bude obsahovat serializovaný kód
    AsmJit::Compiler c;
    
    // Generátor potřebuje Compiler, kam bude kód serializovat
    BlitJit::Generator gen(&c);
    
    // Vytvoření požadované funkce ARGB32 <- ARGB32 : CompositeOver
    gen.fillSpan(
      BlitJit::Api::pixelFormats[BlitJit::PixelFormat::ARGB32],
      BlitJit::Api::pixelFormats[BlitJit::PixelFormat::ARGB32], 
      BlitJit::Api::operations[BlitJit::Operation::CompositeOver]);
    
    // Cast ukazatele na funkci, podobné jako reinterpret_cast<>
    BlitJit::FillSpanFn fn = AsmJit::function_cast<BlitJit::FillSpanFn>(memmgr.submit(c));
    
    

    Nyní jsme vytvořili funkci, kterou můžeme začít ihned používat, a která by měla být optimalizovaná pro současný procesor (nyní jsou implementovány optimalizace jen pro SSE2). Každá takto vytvořená funkce většinou obsahuje 1 hlavní cyklus, ve kterém je zpracováváno více pixelů současně a 2 cykly malé, které se používají na zarovnání cílového bufferu a zpracování posledních pixelů, které se nevešly do hlavního cyklu.

    Třída MemoryManager pomáhá s alokací paměti, ve které může být spuštěný kód a ukládá do ní vygenerované funkce. Do třídy Compiler je serializován výstup z generátoru, který je pomocí memmgr.submit() převedený na opravdový strojový kód. Funkce memmgr.submit() vrací ukazatel na vytvořenou funkci. Jedná se o poslední krok, dočasné instance třídy Compiler a Generator by měly následně zaniknout.

    Jen pro představu, asm kód, který tato funkce vygeneruje pro 32bitový x86 procesor vypadá takto (jedná se o log, stdcall konvence):

    ; BlitJit::Generator::blitSpan() - ARGB32 <- ARGB32 : CompositeOver
    L1:
    push ebx
    push ebp
    push esi
    L2:
    mov ecx, [esp + 24]
    mov edx, [esp + 16]
    mov ebx, [esp + 20]
    mov ebp, 0x4317D0
    pxor xmm0, xmm0
    movdqa xmm1, [ebp]
    cmp ecx, 0x4
    jl L7
    xor esi, esi
    sub esi, edx
    and esi, 0xF
    jz L5
    shr esi, 0x2
    sub ecx, esi
    L4:
    movd xmm2, [ebx]
    movd xmm4, [edx]
    punpcklbw xmm2, xmm0
    punpcklbw xmm4, xmm0
    pshuflw xmm6, xmm2, 0xFF
    pxor xmm6, [ebp + 16]
    pmullw xmm4, xmm6
    paddusw xmm4, xmm1
    movdqa xmm6, xmm4
    psrlw xmm4, 0x8
    paddusw xmm4, xmm6
    psrlw xmm4, 0x8
    paddusb xmm4, xmm2
    packuswb xmm4, xmm4
    movd [edx], xmm4
    add ebx, 0x4
    add edx, 0x4
    dec esi
    jnz L4
    mov esi, edx
    and esi, 0x3
    jnz L7
    L5:
    sub ecx, 0x4
    jc L7
    .align 16
    L6:
    movdqu xmm2, [ebx]
    pxor xmm3, xmm3
    pcmpeqb xmm3, xmm2
    pmovmskb esi, xmm3
    and esi, 0x8888
    cmp esi, 0x8888
    jz L9
    movdqa xmm4, [edx]
    movdqa xmm3, xmm2
    movdqa xmm5, xmm4
    punpcklbw xmm2, xmm0
    punpckhbw xmm3, xmm0
    punpcklbw xmm4, xmm0
    punpckhbw xmm5, xmm0
    pshuflw xmm6, xmm2, 0xFF
    pshuflw xmm7, xmm3, 0xFF
    pshufhw xmm6, xmm6, 0xFF
    pshufhw xmm7, xmm7, 0xFF
    pxor xmm6, [ebp + 16]
    pxor xmm7, [ebp + 16]
    pmullw xmm4, xmm6
    pmullw xmm5, xmm7
    paddusw xmm4, xmm1
    paddusw xmm5, xmm1
    movdqa xmm6, xmm4
    movdqa xmm7, xmm5
    psrlw xmm4, 0x8
    psrlw xmm5, 0x8
    paddusw xmm4, xmm6
    paddusw xmm5, xmm7
    psrlw xmm4, 0x8
    psrlw xmm5, 0x8
    paddusb xmm4, xmm2
    paddusb xmm5, xmm3
    packuswb xmm4, xmm5
    movdqa [edx], xmm4
    L9:
    add ebx, 0x10
    add edx, 0x10
    sub ecx, 0x4
    jnc L6
    add ecx, 0x4
    jz L8
    sub ecx, 0x2
    jc L10
    .align 8
    L7:
    movq xmm2, [ebx]
    movq xmm4, [edx]
    punpcklbw xmm2, xmm0
    punpcklbw xmm4, xmm0
    pshuflw xmm6, xmm2, 0xFF
    pshufhw xmm6, xmm6, 0xFF
    pxor xmm6, [ebp + 16]
    pmullw xmm4, xmm6
    paddusw xmm4, xmm1
    movdqa xmm6, xmm4
    psrlw xmm4, 0x8
    paddusw xmm4, xmm6
    psrlw xmm4, 0x8
    paddusb xmm4, xmm2
    packuswb xmm4, xmm4
    movq [edx], xmm4
    add ebx, 0x8
    add edx, 0x8
    sub ecx, 0x2
    jnc L7
    L10:
    add ecx, 0x2
    jz L8
    movd xmm2, [ebx]
    movd xmm4, [edx]
    punpcklbw xmm2, xmm0
    punpcklbw xmm4, xmm0
    pshuflw xmm6, xmm2, 0xFF
    pxor xmm6, [ebp + 16]
    pmullw xmm4, xmm6
    paddusw xmm4, xmm1
    movdqa xmm6, xmm4
    psrlw xmm4, 0x8
    paddusw xmm4, xmm6
    psrlw xmm4, 0x8
    paddusb xmm4, xmm2
    packuswb xmm4, xmm4
    movd [edx], xmm4
    add ebx, 0x4
    add edx, 0x4
    L8:
    L3:
    pop esi
    pop ebp
    pop ebx
    ret 0xC
    

    64bitový kód vypadá podobně, akorát se používají 64bitové registry a zpracování parametrů funkce a návrat vypadá trochu jinak.

    Testování

    Pro testování a odladění knihovny jsem používal pár png ikonek, které jsou z projeku Crystal Project Icons. Tyto ikonky jsem zkoušel míchat a testoval jsem i rychlost vykreslení 10.000 ikon (rozměry 128x128).

    Screenshoty z testovací aplikace jsou na konci blogu

    Rychlost

    Rychlost knihovny je podle mě výborná. Momentálně jsem se soustředil na optimalizace pro SSE2, které opravdu postrádám v mnoha známých knihovnách (včetně pixman/cairo, X server, gdk-pixbuf, agg, evas, imlib2, v současném provedení i Qt). Vygenerovaný kód zatím neobsahuje instrukce jako jsou prefetch/prefetchw a ukládání pomocí Non-Thermal hintu (movntq, movntdq, ...).

    Při vlastních testech mi vychází, že operace CompositeOver a další kompozitní operace jsou asi o 50% rychlejší než ty, co jsou implementované v knihovně pixman/cairo. Při volení nestandardních formátů by rychlost měla být ještě lepší. Zkoušel jsem porovnávat i s knihovnou SDL a kompozitní operaci CompositeOver mám rychlostně podobnou. Problém je v tom, že SDL používá nepřesný výpočet (který zrychlí algoritmus až o 30%), takže to srovnání je spíš orientační.

    Budoucnost

    Knihovna je součástí moji diplomové práce, ve které se věnuji tématu návrhu a optimalizace grafické knihovny, která je schopná použít vlákna a jit kompilaci pro maximální efektivitu. Osobně by se mi nejvíce líbilo, kdyby se dala vytvořit podpora BlitJit například pro cairo, ale to by chtělo opravdu pořádné testování a doladění veškerých detailů, na které v současnosti není moc času;)

    Odkazy

    Testovací aplikace je v repozitáří BlitJit v adresáři trunk/BlitJitTest. Pro testování je potřeba modifikovat zdrojový kód (#ifdef, atd...), který je díky testování celkem nepřehledný :-)

    Založit nové vláknoNahoru

    ISSN 1214-1267   www.czech-server.cz
    © 1999-2015 Nitemedia s. r. o. Všechna práva vyhrazena.