Математика с float на Cortex-M3. Опции

[Jenya7]

Если я заменю (100/3.5) на (100 * 0.286) повлияет это на размер/скорость кода? или компилятор сам автоматически оптимизирует математические операции?

[adnega]

Если я заменю (100/3.5) на (100 * 0.286) повлияет это на размер/скорость кода? или компилятор сам автоматически оптимизирует математические операции?

1/3.5 != 0.286

А что хотите получить в итоге? Если константу, то на этапе компиляции все значения будут вычислены и заменены одним числом: целым или с ПТ в зависимости от контекста.

Если нужна математика с переменными, то x/y не может быть заменен на x * (1/y) компилятором самовольно - такая оптимизация ваша задача.

[Jenya7]

1/3.5 != 0.286

А что хотите получить в итоге? Если константу, то на этапе компиляции все значения будут вычислены и заменены одним числом: целым или с ПТ в зависимости от контекста.

Если нужна математика с переменными, то x/y не может быть заменен на x * (1/y) компилятором самовольно - такая оптимизация ваша задача.

этот момент я и хотел выяснить. операция деления тяжелей умножения поэтому я хочу заменить деление умножением.


а вот еще такой вопрос. что предпочтительней - поделить на целое или умножитьна флоат. x/167 или x* 0.005988?

[menzoda]

Если есть FPU, то умножать быстрее будет, иначе точно не скажешь - нужно тестировать.

[Сергей Борщ]

что предпочтительней - поделить на целое

Перед делением целое будет приведено в плавающую точку (см. правила приведения типов).

[zltigo]

Перед делением целое будет приведено в плавающую точку (см. правила приведения типов).

Вообще-то автор не сказал какой тип он собирается делить и какой получить. Так что для ответа нужно точно сформулировать вопрос.

[Jenya7]

Вообще-то автор не сказал какой тип он собирается делить и какой получить. Так что для ответа нужно точно сформулировать вопрос.

да. забыл уточнить. делю флоат на инт.

[adnega]

да. забыл уточнить. делю флоат на инт.

А в первом сообщении

Если я заменю (100/3.5) на (100 * 0.286)

все наоборот озвучивалось.

Скорее всего, имеет место быть "преждевременная оптимизация", а это, как известно, зло))
Без "махинаций" не работает?

[zltigo]

Скорее всего, имеет место быть "преждевременная оптимизация", а это, как известно, зло))

Часто слышу эту глупость , когда услышав звон, не поняли о чем он

Без "махинаций" не работает?

Не худо бы для начала выяснить, что на "не работает" вообще никто не жалуется.

[adnega]

Часто слышу эту глупость , когда услышав звон, не поняли о чем он

Не худо бы для начала выяснить, что на "не работает" вообще никто не жалуется.

А хамить не нужно))

На вопрос

повлияет это на размер/скорость кода? или компилятор сам автоматически оптимизирует математические операции?

отвечу "повлияет на размер и скорость выполнения; компилятор не умеет оптимизировать математику, не имея дополнительной информации о переменных".

Такого ответа желал услышать ТС? В чем смысл созданной темы в ветке "ARM"? Просто поболтать, или насущная необходимость в оптимизации появилась?
Я поспешно предположил второе. Если вы тут просто пообщаться собрались, то прошу прощения, что влез, а власть имущих прошу перенести тему в соответствующий раздел)

Если хотите, чтобы с вами поделились опытом в вопросе "грамотной перестановки слагаемых",
то задавайте конкретный вопрос, чтоб проблематика была понятна, а обмусоливать такты и байты... не в "ARM,32"

[Jenya7]

А хамить не нужно))

На вопрос

отвечу "повлияет на размер и скорость выполнения; компилятор не умеет оптимизировать математику, не имея дополнительной информации о переменных".

Такого ответа желал услышать ТС? В чем смысл созданной темы в ветке "ARM"? Просто поболтать, или насущная необходимость в оптимизации появилась?
Я поспешно предположил второе. Если вы тут просто пообщаться собрались, то прошу прощения, что влез, а власть имущих прошу перенести тему в соответствующий раздел)

Если хотите, чтобы с вами поделились опытом в вопросе "грамотной перестановки слагаемых",
то задавайте конкретный вопрос, чтоб проблематика была понятна, а обмусоливать такты и байты... не в "ARM,32"

все работает. все делиться и результаты правильные. просто прибор работает на батарейке и я пытаюсь сэкономить на всем. вот я и решил заменить деление умножением.
может сэкономлю кванты энергии которые в конечном счете помогут продлить жизнь батарейке.

[adnega]

помогут продлить жизнь батарейке.

Тут все еще сложнее)

Что выгоднее: понижать тактовую CPU или увеличивать ее (с учетом возможности сна)?
Или разница не значительна?
Мне кажется, чем больше частота и чем больше транзисторов переключается, тем выше потребление.

Можно провести эксперимент: x*y и x/y запустить миллион таких операций и замерить произведение времени выполнения на потребляемый ток.
Затем сравнить два этих числа и сделать вывод на сколько процентов отличается.
Пробовали?

[Jenya7]

Тут все еще сложнее)

Что выгоднее: понижать тактовую CPU или увеличивать ее (с учетом возможности сна)?
Или разница не значительна?
Мне кажется, чем больше частота и чем больше транзисторов переключается, тем выше потребление.

Можно провести эксперимент: x*y и x/y запустить миллион таких операций и замерить произведение времени выполнения на потребляемый ток.
Затем сравнить два этих числа и сделать вывод на сколько процентов отличается.
Пробовали?

Пытаюсь сейчас подергать ногой, посмотреть сколько времени занимает каждая функция.

[RadiatoR]

1/3.5 != 0.286
на этапе компиляции все значения будут вычислены и заменены одним числом: целым или с ПТ в зависимости от контекста.

А разве препроцессор обрабатывает float значения?

[adnega]

А разве препроцессор обрабатывает float значения?

Я про float не горовил, но в свое время пользовался так

Код

#define    Vc                                        (1430.0)                //!< Напряжение при V25, мВ.
#define    Ta                                        (4.3)                        //!< Крутизна преобразования, мВ/C.
#define    Tb                                        (25.0)                    //!< Температура V25, C.

#define    TCPU_MIN                            (-40.0)                    //!< Нижняя температура, C.
#define    TCPU_MAX                            (85.0)                    //!< Верхняя температура, C.
#define    TCPU_HYST                            (5.0)                        //!< Гистерезис температуры, C.

#define    TCPU(T)                                (Vc - Ta * ((T) - Tb))

#define    TCPU_COLD                            ((int)(TCPU(TCPU_MIN)))
#define    TCPU_HOT                            ((int)(TCPU(TCPU_MAX)))
#define    TCPU_NORMAL_MIN                ((int)(TCPU(TCPU_MIN + TCPU_HYST)))
#define    TCPU_NORMAL_MAX                ((int)(TCPU(TCPU_MAX - TCPU_HYST)))

и имел TCPU_COLD, TCPU_HOT, TCPU_NORMAL_MIN, TCPU_NORMAL_MAX в виде int-овых констант.

[jcxz]

А разве препроцессор обрабатывает float значения?

Препроцессор не обрабатывает ни флоат ни инт (за исключением вычисления значения выражения внутри #if).
Он выполняет текстовую подстановку.
Сто раз уже это здесь говорили за последнее время.

[ViKo]

Я про float не горовил, но в свое время пользовался так
...
и имел TCPU_COLD, TCPU_HOT, TCPU_NORMAL_MIN, TCPU_NORMAL_MAX в виде int-овых констант.

Поясните, пожалуйста, программа работала с float (или даже с double), и только результат приводила к int? Как-то тяжеловато.
Или сам компилятор всё вычислял? То есть, в #define можно смело пользоваться числами с плавающей запятой?

[adnega]

Поясните, пожалуйста, программа работала с float (или даже с double), и только результат приводила к int? Как-то тяжеловато.
Или сам компилятор всё вычислял? То есть, в #define можно смело пользоваться числами с плавающей запятой?

Программа работала только с целыми числами. По сути, показания с АЦП без какой-либо обработки сравнивались с константами для
получения событий выхода встроенного датчика температуры из диапазона. Если честно переводить показания АЦП в температуру,
а потом сравнивать с порогами, то пришлось бы незаурядно выкручиваться в целых числах.

Но определив несколько define-ов, можно добиться того, что компилятор сам все рассчитает и в нужные места подставит константы.
Как справедливо было замечено, не препроцессор, а именно компилятор.

[ViKo]

Но определив несколько define-ов, можно добиться того, что компилятор сам все рассчитает и в нужные места подставит константы.
Как справедливо было замечено, не препроцессор, а именно компилятор.

Еще раз спрошу. Компилятор посчитал числа с плавающей запятой?

[adnega]

Еще раз спрошу. Компилятор посчитал числа с плавающей запятой?

Видимо:

Код

                if(value < TCPU_HOT)
8002b9e:    f240 4293     movw    r2, #1171; 0x493
8002ba2:    4290          cmp    r0, r2
8002ba4:    dd08          ble.n    8002bb8 <sh_a_value+0x194>

Vc - Ta * ((T) - Tb) = 1430.0 - 4.3 * (85.0 - 25.0) = 1172

[ViKo]

Проверил на своих макро в Кейле.
DELAY(1, _MS);
DELAY(0.001, _SS);
Работают одинаково! Где бы найти документальное подтверждение? Думал, дробная часть в любых числах при компиляции отбрасывается.

[CrimsonPig]

Работают одинаково! Где бы найти документальное подтверждение? Думал, дробная часть в любых числах при компиляции отбрасывается.

google "c constant folding"

[ViKo]

google "c constant folding"

Конкретнее никак нельзя?

[CrimsonPig]

Конкретнее никак нельзя?

Ээээ.. поясняю...
1. открываем интернет-бравзер.
2. пытаемся найти там адресную строку.
3. кликаем тура мышой
4. ищем клавиатуру.
5. нажимаем следующие кнопки: w,w,w,.g,o,o,g,l,e,.,c,o,m, <enter>
6. делаем еще мозговое усилие и ищем строку ввода поискового запроса.
5. повторяем пункты 3 и 4
6. вводим ключевые слова, как подробно описано в пункте 5.
7. смотрим на экран
8. пытаемся найти там результаты поиска.
9. читаем..

Еще конкретнее ?

[megajohn]

Еще конкретнее ?

многа букав, не осилят. Нужно сразу давать ссылку

[ViKo]

Еще конкретнее ?

Если нечего сказать, не говори ничего! (с)
Положим, в тех местах, где я смотрел, ответа не нашел.

[sigmaN]

При компиляции с оптимизацией компилятор считает константные выражения и заменяет их сразу на результат.
int a = 100 * 0.5; будет заменено на загрузку в a значения 50 и эмуляция плавучки не будет линковаться к проекту.
Такое можно делать даже на AVR.
Понятно, что любые составляющие этого константного выражения могут быть #define'ами т.к. препроцессинг это просто подстановка текста.

Вычисляются выражения на этапе компиляции по тем-же правилам как и в рантайме(т.е. со всеми приколами integer promotion, приведениями типов и т.д.)

На практике я видел как даже функции из math.h с константными и известными на этапе компиляции аргументами часто считаются компилятором и в рантайме не вызываются.
К приммеру можете попробовать сделать
int a = round(1.5); и посмотреть дизасм

Думал, дробная часть в любых числах при компиляции отбрасывается.

Как мне когда-то тут сказали: последнюю версию компилятора поставить может каждый...но надо иногда и книжки по Си читать )))))

[ViKo]

Как мне когда-то тут сказали: последнюю версию компилятора поставить может каждый...но надо иногда и книжки по Си читать )))))

Выходит, компилятор внутре себя имеет неенку полноценный вычислитель всех стандартных C функций? И ему даже не надо указывать "подгрузить" заголовочные файлы "math.h"?
А float d = sin(M_PI / 8); тоже вычислит?

Были бы хорошие книжки, почитал бы еще, и с удовольствием. Но они баснословно дорого стоят. А в электронном виде - это эрзац-книжки.

[sigmaN]

Выходит, компилятор внутре себя имеет неенку полноценный вычислитель всех стандартных C функций? А float d = sin(M_PI / 8); тоже вычислит?

На сколько я знаю, замена функций результатами - поведение не требуемое стандартом. Это я из практики просто знаю. Просто скомпилируйте и посмотрите, должен и sin() оптимизировать.

И не забываем следить стоит ли литера f на конце floatpoint констант. Это сильно влияет на скорость.

Впрочем как и на точность )

И вообще я никогда не использую вычисления с плавающей точкой на процессорах без ее аппаратной поддержки. Такие трюки со свёрткой константных выражений хорошо подходят для того чтобы что-то посчиталось с плавающей точкой во время компиляции но на выходе дало int.
Если допустить появление плавучки в рантайме - к проекту сразу прилинкуется библиотека эмуляции. Не самая быстрая в любом случае.

Так что надо один раз и на всегда освоить fixed point math или использовать процы с аппаратной поддержкой плавучки.

P.S. В этом плане С++ с его перегрузкой операторов позволяет писать очень естественный и удобочитаемый код даже при вычислениях с фикс. точкой..
Лично я в начале этого года плотно пересел на плюсы и реализовал свою библиотеку. С фишками С++11 всё что возможно в ней тоже считается на этапе компиляции и я очень доволен! Си теперь кажется чем-то доисторическим))))))

[dxp]

Если допустить появление плавучки в рантайме - к проекту сразу прилинкуется библиотека эмуляции. Не самая быстрая в любом случае.

И что, если это решает задачу?

Так что надо один раз и на всегда освоить fixed point math или использовать процы с аппаратной поддержкой плавучки.

Гуд. Вот реальная задача (не выдуманная). Есть некий прибор, который по нажатию кнопки пользователем должен среди всего прочего вычислить некое значение из входного параметра и вывести на индикатор, т.е. время реакции - до 100 мс, чтобы не вызывать дискомфорт. Алгоритм вычисления - простой полином 3-го порядка:

y = a3*x^3 + a2*x^2 + a1*x + a0

коэффициенты:

a0 = 0.00244813186608
a1 = -2.23013987646e-005
a2 = 4.76311678518e-008
a3 = -6.46053293535e-012


На AVR о 8-ми мегагерцах тактовой оный полином вычисляется за время около 6 или 8 (не помню точно) мс. Плавучка тянет где-то полтора кБ кода. Задача решена (общий размер прошивки ~5 кБ из 8 доступных).

Предложите свой вариант решения? И оцените, сколько это потребует времени, и какая сложность реализации по сравнению с этим решением "в лоб"?

[blackfin]

Алгоритм вычисления - простой полином 3-го порядка:

y = a3*x^3 + a2*x^2 + a1*x + a0

Предложите свой вариант решения? И оцените, сколько это потребует времени, и какая сложность реализации по сравнению с этим решением "в лоб"?

Использовать Схему Горнера?

/Шутка, если што../

[sigmaN]

На AVR о 8-ми мегагерцах тактовой оный полином вычисляется за время около 6 или 8 (не помню точно) мс. Плавучка тянет где-то полтора кБ кода. Задача решена (общий размер прошивки ~5 кБ из 8 доступных).

Предложите свой вариант решения? И оцените, сколько это потребует времени, и какая сложность реализации по сравнению с этим решением "в лоб"?

Нет, ну если всё работает и успевает то я только за! Я просто поделился своим опытом)

[dxp]

Использовать Схему Горнера?

Угу, она, родимая, и использовалась:

CODE

float P5x(const TtCoeffs* const p, const float x)
{
    return ((((p->a5*x + p->a4)*x + p->a3)*x + p->a2)*x + p->a1)*x + p->a0;
}

/Шутка, если што../

[_Pasha]

На AVR о 8-ми мегагерцах тактовой оный полином вычисляется за время около 6 или 8 (не помню точно) мс. Плавучка тянет где-то полтора кБ кода. Задача решена (общий размер прошивки ~5 кБ из 8 доступных).

упс. а чего это у меня по той же схеме , авр 20МГц - считает не в 2.5 раза быстрее, а в 4 ?
Сейчас еще перепроверю, что за фигня.

[ViKo]

упс. а чего это у меня по той же схеме , авр 20МГц - считает не в 2.5 раза быстрее, а в 4 ?
Сейчас еще перепроверю, что за фигня.

У вас числа другие.