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Tendances (20)
Similaire à TDC2013 Otimizando-C
Similaire à TDC2013 Otimizando-C (20)
TDC2013 Otimizando-C
- 2. Globalcode – Open4education Sumário whoami Otimização?! WTF!? #define X const Aritmética Condições Laços
- 3. Globalcode – Open4education Sumário (2) Alocação Parâmetros rand() Fronteira final Bora otimizar então! #sqn
- 4. Globalcode – Open4education whoami Osmar da Cunha Filho Formado em Engenharia de Computação (UNIVALI) Pós-graduado em Desenvolvimento de Produtos Eletrônicos (IFSC) Coordenador de desenvolvimento de Hardware (Specto) Professor nos cursos de Ciências da Computação (IES) e Engenharia Civil (IES)
- 5. Globalcode – Open4education Otimização!? WTF!? Otimizar v.t.d. Ocasionar circunstâncias mais proveitosas para; retirar o que há de melhor em; aprimorar, melhorar: otimizar o desenvolvimento do produto; otimizar as condições de trabalho. Dar a (algo, uma máquina, uma empresa) um rendimento ótimo, criando-lhe as condições mais favoráveis ou tirando (dele ou dela) o melhor partido possível; tornar (algo) ótimo ou ideal. Estatística. Instituir o maior valor de uma grandeza. Informática. Aperfeiçoar um programa para que o mesmo seja melhor utilizado ou funcione mais rapidamente. Fonte: http://www.dicio.com.br/otimizar/
- 6. Globalcode – Open4education Otimização!? WTF!? Melhorar performance Diminuir consumo de recursos Tempo Processamento Espaço Memória
- 7. Globalcode – Open4education Otimização!? WTF!? Tradeoff Processamento Memória Legibilidade Complexidade
- 8. Globalcode – Open4education #define X const Macros (#define) são resolvidas em tempo de compilação Consts NEM SEMPRE são resolvidas em tempo de compilação Alguns compiladores as traduzem para #defines #defines são substituídas à medida que o código vai sendo lido pelo compilador Consts geram código e consomem memória de programa
- 9. Globalcode – Open4education Aritmética Multiplicação/Divisão Potência de dois 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 Multiplicações/Divisões por potências de dois são rotações de bits Rotações de bits são operações lógicas! Operações lógicas são mais rápidas que aritméticas porque não possuem sinal!
- 10. Globalcode – Open4education Aritmética Multiplicação/Divisão Multiplicação x << 1 x << 2 x << 3 x << 4 Divisão x >> 1 x >> 2 x >> 3 x >> 4 x * 21 x * 22 x * 23 x * 24 x / 21 x / 22 x / 23 x / 24
- 11. Globalcode – Open4education Condições Curto-circuito Curto-circuito ou avaliação preguiçosa (lazy evaluation) Sempre em um if de múltiplas condições simultâneas, colocar a condição mais fácil de ser testada antes, de forma que as condições seguintes nem cheguem a ser testadas A ideia é sair o quanto antes
- 12. Globalcode – Open4education Condições Curto-circuito if ( a < 0 && funcaoQueCalcula() > 10) if ( !b && j > 10)
- 13. Globalcode – Open4education Condições Eliminar “senão” Pode ser menos custoso executar uma operação e desfazê-la com próprio if Elimina algumas instruções referentes ao um salto condicional
- 14. Globalcode – Open4education Condições Eliminar “senão” // Exemplo antes if (condicao) { executaCasoSe(); } else { executaCasoSenao(); } // Exemplo depois executaCasoSenao(); if (condicao) { desfazCasoSenao(); executaCasoSe() } // Exemplo antes if (condicao) { variavel = 0; } else { variavel++; } // Exemplo depois variavel++; if (condicao) { variavel = 0; }
- 15. Globalcode – Open4education Laços Loop jamming Loop jamming Agrupar códigos que irão repetir em um laço só Principalmente se forem repetidas pela mesma quantidade de vezes
- 16. Globalcode – Open4education Laços Loop jamming // Exemplo antes for ( i = 0; i < 100; i++ ) { fazAlgo(); } for ( i = 0; i < 100; i++ ) { fazOutraCoisa(); } // Exemplo depois for (i = 0; i < 100; i++ ) { fazAlgo(); fazOutraCoisa(); }
- 17. Globalcode – Open4education Laços ++ X -- Em vez de contadores progressivos até o limite máximo, utilizar contadores regressivos terminando em zero Algumas arquiteturas possuem instruções que testam condição de zero após decrementar
- 18. Globalcode – Open4education Laços ++ X -- // Incremementando for ( i = 0; i < 100 ; i++) // O laco tem que comparar com um valor != 0 i – 100 == 0 ? i++ e continua // Decrementando for ( i = 100; i-- ; ) // O laco tem que testar uma flag de zero da ULA i == 0 ? i-- e continua
- 19. Globalcode – Open4education Para não chamar a mesma função inúmeras vezes, passando como parâmetro um contador, criar uma função com o contador internamente Laços Contador como parâmetro // Calcula passando parametro i (antes) for (i = 0; i < 100; i++) { calcula(x,i); } // Modificando a funcao para calcular dentro do laco (depois) void calcula (x) { for(i = 0; i < 100; i++) { //calcula no laço } }
- 20. Globalcode – Open4education Laços Fim O laço precisa mesmo ir até o final? Ele pode sair antes e retornar o valor? Por exemplo em uma pesquisa de elementos! for (i = 0 ; i < 100 ; i++ ) { if (arrayExemplo[i] == 100 ) { encontrado = i; break; } }
- 21. Globalcode – Open4education Laços Loop unrolling Desenrolar laços de poucas repetições O compilador não precisa definir a estrutura para repetição nem calcular índices // Antes for ( i = 0 ; i < 3; i++ ) { arrayExemplo[i] = 2*i; } // Depois arrayExemplo[0] = 0; arrayExemplo[1] = 2; arrayExemplo[2] = 4;
- 22. Globalcode – Open4education Laços Iterativo X Recursivo Preferir algoritmos iterativos a recursivos Pode causar estouro de pilha Aumenta a passagem de parâmetros Cuidado ao chamar funções no tratamento de interrupções!
- 23. Globalcode – Open4education Alocação Local X Global O compilador pode alocar variáveis locais diretamente em registrador ou na pilha Variáveis globais vão para a memória (RAM) e por isso pode ser necessário mais bytes de endereço para acessá-la
- 24. Globalcode – Open4education Alocação Tipos de dados - Tamanho Utilizar o tipo mais adequado ao problema char, int, long? float, double? Operações com ponto flutuante demoram mais que operações em tipos inteiros Consultar a unidade de ponto flutuante (FPU)!
- 25. Globalcode – Open4education Alocação Tamanho Na dúvida, use a bitagem da arquitetura! Em PCs x86, int é mais rápido que char e short Char e short precisam ser reduzidos! Int é padrão da arquitetura (seja ela 32 ou 64 bits)! Em microcontroladores 8 bits, char é mais rápido Unsigned char é mais rápido ainda
- 26. Globalcode – Open4education Alocação signed X unsigned Tipos sem sinal são mais rápidos unsigned char, unsigned int, unsigned long Tipos com sinal passam por circuitos a mais na ULA para estender o sinal Número sem sinal: bit mais significativo é zero Número com sinal: bit mais significativo é um
- 27. Globalcode – Open4education (Extensão de sinal) Complemento de dois -128 1000 0000 -64 1100 0000 +64 0011 1111 +127 0111 1111 255 1111 1111 127 0111 1111 63 0011 1111 31 0001 1111
- 28. Globalcode – Open4education Alocação Inicialização X Atribuição É preferível inicializar já com o valor do que apenas declarar e inicializar depois Ao inicializar na declaração, não há dois distintos momentos (alocação e atribuição), ao alocar o compilador já atribui o valor!
- 29. Globalcode – Open4education Alocação Inicialização X Atribuição // Inicializacao Tipo variavel = valor; // Declaracao e atribuicao Tipo variavel; ... variavel = valor;
- 30. Globalcode – Open4education Alocação Arrays X Ponteiros Em vez de usar arrays e índices, utilizar ponteiros! Utilizando arrays, para acessar o índice n Ler o endereço base do array Ler n Somar endereço base com n Acessar o endereço calculado
- 31. Globalcode – Open4education Alocação Arrays X Ponteiros Usando ponteiros: Apontar o ponteiro para o início do array Somar o índice ao ponteiro Aritmética de ponteiros! :D Recalcular os índices deixa de ser repetida a cada iteração Para varrer listas (uso comum), o ponteiro é incrementado em somente uma unidade (INC)
- 32. Globalcode – Open4education Alocação Arrays X Ponteiros // Antes int arrayTeste[100]; for (i = 0; i < 100; i++) { arrayTeste[i] = 0; } // Depois int arrayTeste[100]; int *ponteiroArray; ponteiroArray = &arrayTeste[0]; for (i = 0; i < 100; i++) { *ponteiroArray = 0; ponteiroArray++; }
- 33. Globalcode – Open4education Alocação Arrays multidimensionais Localidade de referência Valor ou local de armazenamento frequentemente acessado Localidade de referência espacial Locais de armazenamento próximos Arrays multidmensionais serão alocados em uma memória unidimensional
- 34. Globalcode – Open4education Alocação Arrays multidimensionais Atenção à ordem dos índices! Acessar: arrayTeste [ i ][ j ] arrayTeste [ i ] [ j + 1] é melhor que: arrayTeste [ i + 1 ] [ j ]
- 35. Globalcode – Open4education Alocação Alinhamento (padding) // Cabe em 20 bytes: struct exemplo { int a; char b; int c; char d; int e; } // Cabe em 16 bytes: struct exemplo { int a; int c; int e; char b; char d; } Alinhar o tipo a potências de 2!
- 36. Globalcode – Open4education Alocação Campos de bits (bitfields) Para otimizar uso de memória para armazenar um valor booleano, pode-se utilizar campos de bits struct campoDeBits { unsigned bit0: 1; unsigned bit1: 1; unsigned bit2: 1; unsigned bit3: 1; unsigned bit4: 1; unsigned bit5: 1; unsigned bit6: 1; unsigned bit7: 1; }
- 37. Globalcode – Open4education Alocação Campos de bits (bitfields) Alguns cuidados com os campos de bits: Os bits não são endereçáveis diretamente (pelo operador &), somente pela struct (no exemplo, campoDeBits.bit0) Custa mais processamento ler um bit do que um unsigned char Exige operações de teste bit a bit
- 38. Globalcode – Open4education Parâmetros Dependendo da arquitetura, os primeiros parâmetros (4 para x86) são passados por registradores Os parâmetros seguintes são passados pela pilha Ou seja, além do quarto parâmetro, custa ainda mais acessar os parâmetros Operações de acesso à pilha
- 39. Globalcode – Open4education Parâmetros É preferível passar structs por referência em vez de por valor Assim não há a cópia da struct toda para registradores/pilha
- 40. Globalcode – Open4education Parâmetros Diminuir a quantidade de parâmetros utilizando variáveis globais Muitas funções precisando de um mesmo dado Evita estouros de pilha!
- 41. Globalcode – Open4education Parâmetros Utilizar referência em vez de ponteiros Referências nunca são NULL Código mais limpo (sem inúmeros *)
- 42. Globalcode – Open4education rand() F**K OPTIMIZING Quando não se quer que o compilador otimize uma variável, basta declará-la como volatile volatile unsigned char variavel; Útil em casos que a variável é compartilhada Interrupções Timers Threads
- 43. Globalcode – Open4education rand() Isso está otimiza(n)do? Conferir o código gerado Assembly listing Arquivos intermediários de compilação .MAP .LST .S
- 44. Globalcode – Open4education Fronteira final!? Otimização pelo compilador Análise de algoritmo (big-O) Buscar outros algoritmos Otimizar em Assembly.
- 45. Globalcode – Open4education Bora otimizar, então! #sqn Não adianta otimizar o que ESTÁ ERRADO! Primeiro preocupar-se com a corretude Garantir a legibilidade do código É tão necessário transformar tudo em ponteiros em #defines?
- 46. Globalcode – Open4education Bora otimizar, então! #sqn Donald Knuth premature optimization is the root of all evil Tio Ben With great powers come great responsabilities
- 48. Globalcode – Open4education Osmar da Cunha Filho @oooosmar (4 letras “o”)