Месяц назад я попытался сосчитать, сколько разных инструкций поддерживается современными процессорами, и насчитал 945 в Ice Lake. Комментаторы затронули интересный вопрос: какая часть всего этого разнообразия реально используется компиляторами? Например, некто Pepijn de Vos в 2016 подсчитал, сколько разных инструкций задействовано в бинарниках у него в /usr/bin, и насчитал 411 — т.е. примерно треть всех инструкций x86_64, существовавших на тот момент, не использовались ни в одной из стандартных программ в его ОС. Другая любопытная его находка — что код для x86_64 на треть состоит из инструкций mov. (В общем-то известно, что одних инструкций mov достаточно, чтобы написать любую программу.)
Я решил развить исследование de Vos, взяв в качестве «эталонного кода» компилятор LLVM/Clang. У него сразу несколько преимуществ перед содержимым /usr/bin неназванной версии неназванной ОС:
- С ним удобно работать: это один огромный бинарник, по размеру сопоставимый со всем содержимым /usr/bin среднестатистического линукса;
- Он позволяет сравнить разные ISA: на releases.llvm.org/download.html доступны официальные бинарники для x86, ARM, SPARC, MIPS и PowerPC;
- Он позволяет отследить исторические тренды: официальные бинарники доступны для всех релизов начиная с 2003;
- Наконец, в исследовании компиляторов логично использовать компилятор и в качестве подопытного объекта :-)
Начну со статистики по мартовскому релизу LLVM 10.0:
| ISA | Размер бинарника | Размер секции .text | Общее число инструкций | Число разных инструкций |
|---|---|---|---|---|
| AArch64 | 97 МБ | 74 МБ | 13,814,975 | 195 |
| ARMv7A | 101 МБ | 80 МБ | 15,621,010 | 308 |
| i386 | 106 МБ | 88 МБ | 20,138,657 | 122 |
| PowerPC64LE | 108 МБ | 89 МБ | 17,208,502 | 288 |
| SPARCv9 | 129 МБ | 105 МБ | 19,993,362 | 122 |
| x86_64 | 107 МБ | 87 МБ | 15,281,299 | 203 |
В прошлом топике комментаторы упомянули, что самый компактный код у них получается для SPARC. Здесь же видим, что бинарник для AArch64 оказывается на треть меньше что по размеру, что по общему числу инструкций.
А вот распределение по числу инструкций:
Читать полностью »
