Теми от: Октомври '11

C

Или, както беше казала една умна глава преди доста години: Assembly language programming is an extravagant waste of human talent and should be avoided whenever possible.

Докато по-миналата седмица се занимавах с SimNow, ucbench и програмиране на асемблер за x86, този уикенд (донякъде като трибют към наскоро починалия майстор - R.I.P., Денис Ричи :\) минах на език от по-високо ниво за архитектура от по-ниско: а именно, C за PIC. Горноспоменатия цитат на Питър Нортън¹ е просто тоооолкова верен, за съжаление: старият проект на PIC е готов донякъде, но съм го замразил поради намекнатото в мисълта разхищение, което натрапчиво мисля как да избегна. Та, за да тествам Hi-tech C правилно, значи нов проект (с по-лесен замисъл), код наново от нулата, нов бредборд и даже малко нов хардуер. Ето видео с първата тестова програмка, която натворих:


Цък (h.264 формат - работи с VLC).

Дали за "големия" проект ще стане с C (тъй като сега дори малката програмка заема 10% от паметта за код и малко над 10% за данни) предстои да видим, но поне има надежда: не знам дали психически щях да устискам да напиша толкова много асемблер :)

Забавен момент докато си купувах хардуера: трябваше ми добър 3.3V регулатор с нисък dropout и след допитване ме насочиха към MCP1703. След купуване на чаркаляците от Комет по някое време обърнах внимание, че май са забравили да ми дадат регулатора в торбичката. После забелязах, че все пак са ми го дали, но просто беше толкова миниатюрно, че да те напуши смях. Аз очаквах нещо такова, а то се оказа такова (виж стрелката)... Иска си RTFM. Трябва да видите как му се запояват крачета на такова нещо - мога занапред да се пробвам да запоя жички на песъчинка, сигурно ще успея след този тренинг...:)


--------
¹ независимо, че хитрата лисица си е написала първите версии на нортън командър без нито ред C :)

Публикувано в категория Програмиране -- 24 Oct 2011, 03:08, 3 коментара -- View in English

Упътване: AMD SimNow

Бях обещал да напиша упътване за нещото, наречено AMD SimNow™.

SimNow, най-общо, е пълен симулатор на дадено PC, дори несъществуващo такива. Ако по "Компютърни Архитектури" са ви казвали, че процесорите са софтуер (което е вярно), и се тестват (софтуерно) стотици хиляди часове, преди да се появят като реален кристал (което също е вярно), то ето това е една от програмите, които прави тези симулации.
SimNow работи на много ниско ниво, изчислявайки, например, как протича комуникацията с паметта (чиято точна скорост и тайминги също се емулира), какво прескача по хипертранспорта и още много други детайли...
Цената на всичко това е много ниската скорост на емулация - например, с 3200 MHz процесор емулирате уж 2 гигахерцов, но със скорост на емулацията 50-100 MIPS.
Действително, симулацията просто "тече" по-бавно от реално време (противно на DosBox, VMWare и други). Т.е., процесора вътре в емулатора се приема за работещ с фиксирана скорост, и понеже емулирането му с 1:1 скорост е невъзможно, просто времето се "разтяга": вътре в емулатора, "sleep 1s" ще отнеме 10 секунди, ако текущата скорост на емулиране е 200 MIPS. Ако гледате филмче вътре в емулатора, то ще "върви" без "засечки", но много по-бавно. При другите емулатори обикновено е обратно, програмата ще се усети, че процесора е бавен, ще пусне framedrop и т.н.

С горното вероятно ви убедих, че ползването на този емулатор е свързано с мноооого чакане. Затова е добре да се оборудвате с лека и оптимизирана гостуваща OS. Освен това, правенето на виртуален твърд диск не е особено лесно, но затова пък CD .ISO файлове се поддържат много добре и най-лесно е да се насочите към някоя от леките LiveCD linux дистрибуции - аз ползвах Puppy Linux 5.28. Това е една доста добра дистрибуция: не казва нито "гък" за това, че я пускате върху процесор, за който въобще не е чувала, зарежда за приемливо време (десетина минути, нищо работа), но веднъж като зареди, всичко върви прилично. Вероятно ще ви подразни липсата на синхронизация между курсорите в домакинската и гостуващите OS. С настройка на чувствителността на мишката в puppy, общо взето сте готови.
SimNow ви позволява да си "сглобите" каквато машина си пожелаете. Има асортимент от налични хардуерни модули (видеокарти, южни мостове, процесори,...), но навързването им не е лека играчка, за това можете да отворите просто една от готовите конфигурации, които идват с инсталацията. Например, за Bulldozer има само една конфигурация, vp_bd_phase1.bsd.
Има още една пречка, преди да заработи емулацията с вашето Live CD. Boot приоритетите в BIOS указват HDD да са преди CD, и по подразбиране това ще ви доведе до грешка "Invalid (or missing) operating system". За да оправите това, влезте си в BIOS (който... е ... ами, истински) и го оправете. Restart и voilà!

Следва недобре документираният момент, как да вържете вашата виртуална машина с реалния свят. SimNow не поддържа Copy/Paste между гост и домакин, няма споделени папки, така че най-лесният вариант е да си закачите виртуалната машина към LAN. Виртуализирането на мрежата под SimNow е направено гъвкаво, но (поне за начало) - сложно. Откъм госта е лесно - той вижда Е1000 мрежова карта. Откъм домакина, SimNow очаква да се върже към сървърен процес, наречен "медиатор". Него трябва да си го стартирате ръчно. Този медиатор е реалната изходна точка на емулирания трафик към света. Т.е., ако гостът иска да ping-не google.com, пакетът първо се праща през E1000 емулацията, после SimNow тунелира пакета към медиатора (който спокойно може да работи и на друга машина) и после пакетът се появява от сървъра, евентуално NAT-нат, или директно, все едно E1000-ката е бриджната за реалната LAN мрежа. Вариантът с бридж e най-лесен, затова ще опиша него. Преди да пуснете SimNow, пуснете програмката "mediator", с аргументи -p <port> (например: "./mediator -p 8888"). Медиаторът ползва libpcap и затова изисква root привилегии. След което, пуснете вашата симулация, и в командния терминал на SimNow (обикновено, това е конзолата, от която сте извикали ./simnow) трябва да укажете как да се свърже с медиатор-сървъра. За целта напишете "setMediatorHost localhost:8892" (тук числото е <port> + 4). След това следват командите "linkConnect down" и "linkConnect auto", с което E1000-ката ще каже на гост OS-а, че е вързан (в случая, все едно нова карта е закачена към вашия LAN). Така комуникацията е уредена и можете да си работите на машината. Малък момент - неизвестно защо, не можех да пингвам госта от домакина, макар и да можех от друга машина в моя LAN. Демек, за да кача файл в госта, първо го upload-вах на файловия сървър вкъщи, след което си го свалях с wget от госта. За щастие, puppy идва както с wget, така и с unzip :)

След цялото това нещо, сигурно се питате - добре де, защо ни е въобще да правим емулация?
В моя случай, това беше единственият начин да проверя, дали ми работи реализацията на ucbench с XOP инструкции — без да си купувам реално Булдозер. Което, всъщност, и нямаше как да направя, преди датата му на пускане! Конфигурацията vp_bd_phase1.bsd поддържа XOP и FMA4, при това с истинската им скорост: когато подкарах ucbench и тествах как се представя новият код, то резултатите бяха около 50% подобрение - което, както се оказа, отговаря точно на това, което се получи и на реалния Булдозер!

Финални думи: емулатора работи само на 64-битови AMD процесори. Пише си го, като изискване, на сайта. В лагера на Интел, положението е същото, но неофициално: те имат подобен емулатор (който пробвах през м. Март), който също симулира още несъществуващи процесори. Само че, ако се направите на нахални и се опитате да го пуснете на AMD процесор, програмката уж тръгва и след малко гърми със Segmentation Fault. Същата програма, пусната на 14 пъти по-слаб Intel процесор (Atom, vs. Thuban), работи без засечки :D. Да живеят междуфирмените удари под кръста :]

Публикувано в категория Технологии -- 24 Oct 2011, 02:29, 3 коментара -- View in English

Нещата напоследък...

... защото се случиха няколко яки работи.

Организирахме с фирмата първия семинар по фотореалистична графика в България. Такова събитие не се беше случвало никога, така че не знаехме какво да очакваме и организацията беше яко ad hoc. Мисля, че стана добре, но още не сме разгледали feedback формите (хехе) :)

После, леко надградих ucbench, като добавих поддръжка за XOP инструкции. Те се явяват нещо като допълнителна ортогонализация на SSE, и добавят някои способности от стандартните x86 инструкции, които много отдавна трябваше да са влезли в SSE - векторни целочислени хоризонтални събирания, побайтови пермутации, cmov, и — най-важното в случая — векторен вариант на ROR/ROL инструкциите. Централна част в кода на ucbench е SHA-1 алгоритъма, който, от своя страна, прави цели 3 побитови ротации на рунд, които досега в SSE варианта се "емулираха" чрез SHL, SHR и OR. Адски неефективно, отделно пък заемаха по един временен регистър! С добавянето на VPROTD (което прави векторно ROR или ROL според аргумента), производителността се подобри с цели 45-50%.
Интересен е моментът как се тества такъв код без да имаш необходимия процесор (Булдозерите все още не бяха излезли). Сблъсках се с това нещо, наречено AMD SimNow, което, освен, че е ужасно бавно, е и недобре документирано - смятам да напиша един кратък tutorial тази седмица (аз лично прекопах интернет в търсене на такъв - сега поне може да съм от полза някому :)).

Третото готино нещо е, че отново чета курса "3D графика и трасиране на лъчи" във ФМИ. Пак студенти, търчане за проектори, организационни неща - мазохизъм за ценители :)

Публикувано в категория Open source -- 16 Oct 2011, 23:13, 0 коментара