На днях, переписывая один крипто компонент для Delphi, столкнулся со странной оптимизацией кода и алгоритма. В одном месте я увидел манипуляции с массивами, которые, если упростить, выглядели следующим образом:
a := a xor b; b := b xor a; a := a xor b;
Если при манипуляции с xor переменная встречается несколько раз, значит алгоритм подразумевает получение переменной в ее начальном состоянии. Для чего тут это нужно. Зная логику работы xor можно составить следующие выражения:
b := b xor (a xor b); что дает нам a a := (a xor b) xor a; что дает нам b
Т.е. это всего лишь обмен местами двух переменных без использования промежуточного буфера. С точки зрения алгоритма это конечно красиво, но у нас крипто компонент, который должен работать быстро и автор явно уделил время на оптимизацию алгоритмов по скорости. Даже в данном примере кода, он сделал проверку на равенство переменных, чтобы не отнимать процессорные такты на ненужный обмен местами двух одинаковых переменных. Но давайте посмотрим, а действительно ли автор кода таким образом ускорил работу своего творения. Как я уже говорил это лишь пример, в реальном коде речь шла о массивах. Набросаем аналог оригинального кода:
var a, b: array [0..9] of Byte; i : Byte; begin for i := 0 to 9 do begin a[i] := i; b[i] := 9 - i; end; for i := 0 to 9 do begin if a[i] <> a[b[i]] then begin a[i] := a[i] xor a[b[i]]; a[b[i]] := a[b[i]] xor a[i]; a[i] := a[i] xor a[b[i]]; end; end;
Теперь посмотрим как выглядит цикл с обменом в скомпилированном виде: MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EDX] MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EBX+ESI] CMP BL,BYTE PTR DS:[EAX] // if a[i] <> a[b[i]] JE SHORT 0040C200 MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EDX] MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EBX+ESI] XOR BYTE PTR DS:[EAX],BL MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EAX] MOVZX EDI,BYTE PTR DS:[EDX] XOR BYTE PTR DS:[EDI+ESI],BL MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EDX] MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[EBX+ESI] XOR BYTE PTR DS:[EAX],BL INC EDX INC EAX DEC CL JNE SHORT 0040C1DA
Как много бесполезного кода, а в оригинале еще больше. Предположим автор не знал о дизассемблере и замерим скорость работы кода в несколько проходов. У меня получилось ~470 msec. Теперь заведем переменную для нормального обмена переменных (тем более в оригинальном коде она есть, используется при следующих вычислениях) и перепишем код:
for i := 0 to 9 do begin if a[i] <> a[b[i]] then begin tmp := a[i]; a[b[i]] := a[i]; a[i] := tmp; end; end;
Что получилось в скомпилированном виде: MOVZX ECX,BYTE PTR DS:[EAX] MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[ESI] CMP CL,BYTE PTR DS:[EBX+412D8C] JE SHORT 0040C201 MOV BYTE PTR DS:[412DA2],CL MOVZX EBX,BYTE PTR DS:[ESI] MOV BYTE PTR DS:[EBX+412D8C],CL MOVZX ECX,BYTE PTR DS:[412DA2] MOV BYTE PTR DS:[EAX],CL INC ESI INC EAX DEC DL JNE SHORT 0040C1DB
Уже лучше. Замерим скорость выполнения. У меня вышло ~240 msec. Теперь выбросим сравнение if a[i] <> a[b[i]] и сделаем замер скорости. У меня вышло ~225 msec. В оригинале же, после такого изменения кода, размер скомпилированного кода уменьшился в ~6 раз, а скорость обработки увеличилась в ~4 раза. Даже не залезая в дизассемблер только замерами времени можно было убедиться, что выпендреж с алгоритмом без использования дополнительной переменной затормозил весь алгоритм шифрования.
Ну а теперь немного об эстетике. Далее в коде мне встретилась работа с переменной типа Integer как с 4 байтовым массивом. Чтобы не использовать сдвиги автор описал свои типы данных и сделал преобразование типов:
type TDWordVar = packed record Lo, Hi: Word; end; TWordVar = packed record Lo, Hi: Byte; end; var a: DWord; b: Byte; begin b := TWordVar(TDWordVar(a).Hi).Hi + TWordVar(TDWordVar(a).Hi).Lo + TWordVar(TDWordVar(a).Lo).Hi + TWordVar(TDWordVar(a).Lo).Lo ; end;
Тут конечно на вкус и цвет товарищей нет, но лично мне такая запись просто выедает глаза и я переписал всё следующим образом:
type
TKeyArray = packed record A1, A2, A3, A4: Byte; end;
var
a: DWord;
b: Byte;
begin
b := TKeyArray(a).A4 + TKeyArray(a).A3 + TKeyArray(a).A2 + TKeyArray(a).A1 ;
end;
Вышло тоже самое, только теперь постороннему человеку, да и самому при правке кода, легко будет понять что делается с данной переменной.
Despite the development of many new treatments over the last 30 years, heart failure HF remains a major health problem in the western world <a href=https://cials.yachts>buy cialis online without prescription</a>
