Sinus gähnend langsam unter Linux

[Mathias]

Ich habe folgendes Testprogramm gemacht, dabei habe ich festgestellt, das sin unter linux fast den Faktor 10 langsamer läuft als unter Windows(wine)
Verwendet man das sin von libm, läuft es auf beiden OS gleich schnell.
Wen es mit wine langsamer wäre würde ich es noch begreifen.

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program project1;

uses
  SysUtils;

var
  StartTime, FPCTime, CTime: TDateTime;
  r: Double;
  i, y: Int64;

  const
  {$IFDEF MSWINDOWS}
  clib_math = 'msvcrt.dll';
  {$ELSE}
  clib_math = 'm';
  {$ENDIF}

function c_sin(x: Double): Double; cdecl; external clib_math name 'sin';

begin
  WriteLn('Start FPC Sin...');
  StartTime := Now;

  r := 1.0;
  for y := 0 to 1000 do    begin
  Write('.');
  for i := 0 to 1000000 do  begin
      r := cos(r * i);
    end;
  end;
  WriteLn('Ergebnis als Test r: ', r:4:2);
  FPCTime:=Now - StartTime;

  WriteLn('Start libm Sin...');
  StartTime := Now;

  r := 1.0;
  for y := 0 to 1000 do    begin
  Write('.');
  for i := 0 to 1000000 do  begin
      r := c_sin(r * i);
    end;
  end;
  CTime:=Now - StartTime;
  WriteLn('Ergebnis als Test r: ', r:4:2);
  WriteLn(#10#10);
  Writeln('Plattform: ', {$I %FPCTARGETOS%});
  WriteLn('Zeit FPC:  ', FormatDateTime('ss.zzz', FPCTime), 's');
  WriteLn('Zeit libm: ', FormatDateTime('ss.zzz', CTime), 's');
end.

Die Auswertungen, man beachte das 18s bei Linux.

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Plattform: Linux
Zeit FPC:  18.431s
Zeit libm: 02.431s

Plattform: Win64
Zeit FPC:  02.035s
Zeit libm: 02.062s

[wp_xyz]

Warum hast du denn ein "Write()" in der Zeitmess-Schleife, wenn du am sin interessiert bist?

[Mathias]

Warum hast du denn ein "Write()" in der Zeitmess-Schleife, wenn du am sin interessiert bist?

Nach jedem 1mio Sinus ein Write das tut sicher nicht weh. Und wen es weh täte, würde es die anderen 3 Messungen auch ausbremsen.

[af0815]

... wer sinnerfassend lesen kann ist im Vorteil ...

gelöscht deswegen

Edit:
Ist die Funktion sincos aus der Unit math schneller ? Und einmal verwendest du cos und einmal sin oben im Code. Abhängig von der CPU kann das dann über fsincos direkt auf der CPU laufen. (ist auch in der Unit math so)

https://tizee.github.io/x86_ref_book_we ... incos.html

bei der normalen sin und cos verschwindet das im fpc dschungel (function Sin(d : ValReal) : ValReal;[internproc:fpc_in_sin_real]; ) und ist somit für mich nicht nachvollziehbar.

[Warf]

Hast du mal ins generierte assembly geschaut? Weil eigentlich sind die trigonometrischen Funktionen so definiert das wenn die platform sie bereit stellt diese einfach auf die entsprechenden FPU Instruktionen der CPU reduziert.

Wenn der unterschied so krass ist würde ich von ausgehen das irgendwie fpc dies ni hat tut und stattdessen sie fallback Implementierung nutzt

[Mathias]

Hast du mal ins generierte assembly geschaut?

Nein habe ich nicht, aber ich konnte eine Assembler Datei bauen.

[PascalDragon]

Die Auswertungen, man beachte das 18s bei Linux.

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Plattform: Linux
Zeit FPC:  18.431s
Zeit libm: 02.431s

Plattform: Win64
Zeit FPC:  02.035s
Zeit libm: 02.062s

Bei Linux kann ich mir vorstellen, dass durch die Verwendung der X87 80-bit Floating Point fcos bzw. fsin Instruktion die Sache langsamer ist als das was auch immer libm verwendet.

Unter Windows ist es jedoch komisch, da dort eine Software Implementierung aus Pascal Code verwendet wird und ich eigentlich erwarte, dass es langsamer ist.

Und zumindest bei mir unter Windows 64-bit ist die FPC Variante tatsächlich signifikant langsamer, während sie unter 32-bit etwa gleich schnell ist. Unter WSL-2 ist die FPC Variante ebenfalls langsamer, das könnte aber an der Emulation durch WSL-2 liegen (ich habe grad leider keine WSL-1 Variante laufen, die das ohne Emulation machen würde).

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Plattform: Win64
Zeit FPC:  00.55.075s
Zeit libm: 00.07.886s

Plattform: Win32
Zeit FPC:  00.44.808s
Zeit libm: 00.55.883s

Plattform: Linux
Zeit FPC:  00.51.579s
Zeit libm: 00.05.044s

[af0815]

Bei mir

ohne unit math
Plattform: Linux
Zeit FPC: 36.483s
Zeit libm: 04.982s

mit Unit math
Plattform: Linux
Zeit FPC: 20.753s
Zeit libm: 04.184s

Ich habe geglaubt, wenn ich auf die Unit math umstelle und die Funktion SinCos() verwende, wird es noch schneller, weil SinCos ja direkt in Assembler aufgelöst werden kann. Und das dann direkt über die CPU/FPU mittels fsincos berechnet wird. Irgendwie komisch, vor allen, weil es auf Linux so langsam erscheint.

Snippet aus der Unit math.

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procedure sincos(theta : double;out sinus,cosinus : double);assembler;
  var
    t : double;
  asm
    movsd qword ptr t,xmm0
    fld qword ptr t
    fsincos
    fstp qword ptr [cosinus]
    fstp qword ptr [sinus]
    fwait
  end;

[Mathias]

Ich habe noch ein bisschen rumprobiert. Es hat einen grossen Unterschied, ob man sin oder cos rechnet.
cos läuft auf wine etwa 10x langsamer als sin, egal ob fpc oder libm. Unter linux ist die libm etwa gleich wie fpc, wen mon mit cos rechnet.
Ich werde bei Gelegenheit eine vernünftige Auswertung durch geben.

c_sinl und c_cosl kann ich unter wine nicht testen, die sind anscheinend nicht implemtiert.