Design: प्रस्ताव: वासम के लिए एफपी आईईईई अनुपालन स्तर के झंडे (वासम स्केलर और सिम के लिए एफपी-फास्ट-मैथ)

को निर्मित 12 जन॰ 2021 · 7टिप्पणियाँ · स्रोत: WebAssembly/design

जीसीसी, क्लैंग, एमएसवीसी जैसे नेटिव कंपाइलर डेवलपर्स को एफपी आईईईई अनुपालन स्तर को प्राग्मास या कंपाइल-टाइम फ्लैग जैसे / एफपी (सख्त-तेज), एफफास्ट-मैथ, -एफएफपी-कॉन्ट्रैक्ट आदि के माध्यम से सेट करने की अनुमति देते हैं। ये झंडे व्यापक रूप से फायदेमंद हैं अनुप्रयोगों की श्रेणी (जैसे एमएल-कनवल्शन, डीएसपी, कम सटीक ग्राफिक्स/भौतिकी इंजन ..) जहां डेवलपर्स प्रदर्शन के पक्ष में पोर्टेबल-सटीक व्यापार को पसंद करते हैं।

उपयोग की गई विशिष्ट सेटिंग्स और कंपाइलर के आधार पर प्रदर्शन लाभ महत्वपूर्ण हो सकते हैं। ये डेवलपर संकेत/प्राथमिकताएं संकलकों को सुरक्षित रूप से अधिक Fp गणित अनुकूलन, बेहतर निर्देश चयन (फ़्यूज़िंग/fma), मूल्य-श्रेणी प्रतिबंध और आराम से सत्यापन करने की अनुमति देती हैं।

वर्तमान में, ये फ़्लैग जब डेवलपर्स द्वारा Wasm के लिए निर्दिष्ट किए जाते हैं, तो इनका उपयोग डेवलपर टूलचैन द्वारा किया जाता है और वे उपयोग किए गए विशिष्ट टूल (जैसे https://github.com/WebAssembly/binaryen/pull/3155) के आधार पर कुछ का सम्मान कर सकते हैं। यदि वे उनका उपयोग करना चाहते हैं तो इन प्राथमिकताओं की जानकारी को खारिज कर दिया जाएगा रनटाइम के लिए उपलब्ध/दृश्यमान नहीं हैं।

जब ऐसा करना सुरक्षित हो तो अनुकूलन और निर्देश चयन पर अपने स्वयं के निर्णय लेने के लिए इन डेवलपर झंडे/संकेतों तक पहुंचने के साधन होने से वासम रनटाइम लाभ उठा सकते हैं। यह अतिरिक्त रनटाइम ऑप्टिमाइज़ेशन करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी होगा, विशेष रूप से AOT wasm कंपाइलर में। यह FP Wasm SIMD कोडजन जैसे राउंडिंग, मिन/मैक्स आदि में कुछ ज्ञात प्रदर्शन चिंताओं को दूर करने में भी मदद करता है। एक उच्च स्तर, यह रनटाइम को कुछ FP अनुकूलन के लिए डेवलपर टूल पर निर्भर नहीं होने देगा और इसके लिए एक अवरोधक को हटा देगा। मूल प्रदर्शन को अधिक बारीकी से ट्रैक करने के लिए वासम।

जेवीएम 1.2 डिफ़ॉल्ट मोड के रूप में आईईईई अनुपालन को शिथिल करता है और क्लास/इंटरफ़ेस/विधि ग्रैन्युलैरिटी में पोर्टेबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए 'सख्त' संशोधक पेश करता है। वासम के लिए अधिक पिछड़े-संगत दृष्टिकोण का पता लगाने का अवसर है।

मैं रनटाइम इंजन द्वारा उपभोग किए जाने वाले वासम बाइनरी में एफपी आईईईई अनुपालन झंडे को एन्कोड करने के लिए एक तंत्र का प्रस्ताव देना चाहता हूं। जैसा कि मूल भाषाओं में होता है, झंडों को स्वयं वैकल्पिक माना जा सकता है और उनका उपयोग रनटाइम का विकल्प हो सकता है। प्रभाव बेहतर प्रदर्शन, किसी दिए गए प्लेटफॉर्म पर लगातार शब्दार्थ और कम प्लेटफॉर्म पोर्टेबिलिटी के रूप में प्रकट होगा। प्रस्तावित तंत्र निर्देशों के एक ब्लॉक की ग्रैन्युलैरिटी पर इन प्राथमिकताओं/संकेतों के साथ एक Wasm बाइनरी के भीतर कोड अनुभागों को स्पष्ट रूप से चिह्नित करने में सक्षम करेगा।

जैसे-जैसे हम आगे बढ़ते हैं, डिज़ाइन को विस्तार से तैयार किया जा सकता है, एक विकल्प यह है कि प्रविष्टियों को चिह्नित करने वाली प्राथमिकताओं और कोड सेगमेंट ऑफ़सेट के साथ एक नया कस्टम अनुभाग पेश किया जाए और दूसरा विकल्प JVM की तरह इन डेवलपर प्राथमिकताओं के साथ कोड सेगमेंट को चिह्नित करने के लिए एक नया निर्देश पेश करना है। समर्थन के लिए विशिष्ट झंडे पर चर्चा की जा सकती है और हम आगे बढ़ सकते हैं (उदाहरण के लिए -fp-finate-math-only, -fp-no-signed-zeros..)

यह तंत्र वास्म और/या सिमड स्पेक में स्केलर / वेक्टर एफएमए, और एफपी सन्निकटन निर्देशों को जोड़ने के लिए चर्चाओं का पूरक होगा।

यह मुद्दा इस विषय में रुचि को ट्रैक करने और सीजी सिंक में इस पर चर्चा करने के लिए है।

स्रोत

arunetm

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सबसे उपयोगी टिप्पणी

विशिष्ट परियोजनाएं जो gcc/clang's -ffast-math का उपयोग करती हैं, वे मूल कोड में संकलित हो रही हैं। उनका उपयोग करने वाले एप्लिकेशन डेवलपर्स आमतौर पर उन सभी मूल कोड वेरिएंट का परीक्षण करते हैं जो वे स्वयं बनाते हैं। और चूंकि सभी लोकप्रिय हार्डवेयर ISAs में पूरी तरह से नियतात्मक फ़्लोटिंग-पॉइंट व्यवहार होता है, एक बार जब डेवलपर्स उन वेरिएंट का परीक्षण कर लेते हैं, तो वे पूरी तरह से सुनिश्चित हो सकते हैं कि व्यवहार उनके उपयोगकर्ताओं के लिए नहीं बदलेगा। वर्तमान में, WebAssembly का फ़्लोटिंग-पॉइंट भी इसी तरह काम करता है; यह हार्डवेयर ISAs की तरह ही पूरी तरह से नियतात्मक है, इसलिए मौजूदा लंबे समय से चली आ रही डेवलपर धारणाओं को जोड़ने में सक्षम होने के बारे में -ffast-math और परीक्षण करें कि यह "उनके लिए काम करता है" को बरकरार रखा गया है।

एक WebAssembly-स्तर -ffast-गणित ध्वज का अर्थ यह होगा कि WebAssembly अब इस संबंध में एक हार्डवेयर ISA जैसा नहीं है, और अब इन मान्यताओं का समर्थन नहीं करता है। डेवलपर्स अपने द्वारा उत्पादित बाइनरी का परीक्षण करेंगे, लेकिन जब उनके उपयोगकर्ताओं को शिपिंग किया गया था, तो उनके उपयोगकर्ताओं को इसे विभिन्न हार्डवेयर या विभिन्न इंजनों पर चलाने में सक्षम होने की उम्मीद करनी चाहिए। WebAssembly स्तर पर तेज़-गणित-जैसे फ़्लैग के साथ, WebAssembly ISA की तरह व्यवहार नहीं करेगा, और उपयोगकर्ता परीक्षण किए गए डेवलपर की तुलना में भिन्न फ़्लोटिंग-पॉइंट परिणाम देख सकते हैं।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि आज WebAssembly को संकलित करते समय इन झंडों का उपयोग करने वाले प्रोजेक्ट गायब नहीं हैं। उदाहरण के लिए, -fassociative-math द्वारा सक्षम किए गए कई अनुकूलन लूप-उन्मुख अनुकूलन हैं जो LLVM WebAssembly के निर्माण से पहले करने में सक्षम है।

sunfishcode 21 जन॰ 2021

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सभी 7 टिप्पणियाँ

चूंकि fp संचालन की सख्ती एक कार्यक्रम के शब्दार्थ को प्रभावित करती है, मैं उम्मीद करूंगा कि अधिक अनुमेय शब्दार्थ को संभव बनाने का सबसे अच्छा तरीका एक कस्टम अनुभाग या ब्लॉक निर्माण के बजाय नए निर्देश पेश करना होगा। हमारे पास पहले से ही हमारे NaN प्रसार नियमों के कारण फ्लोट नोडेटर्मिनिज्म को संभालने के लिए आवश्यक विशिष्ट तंत्र हैं, इसलिए मुझे उम्मीद है कि नए फ़्लोटिंग पॉइंट निर्देशों को पेश करना आसान होगा जो अधिक संभावित परिणामों की अनुमति देते हैं।

tlively 12 जन॰ 2021

अतिरिक्त संदर्भ के रूप में, JVM, अपने हिस्से के लिए, strictfp को हटाने और केवल सख्त शब्दार्थ का समर्थन करने पर

sunfishcode 12 जन॰ 2021

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अधिक अनुमेय शब्दार्थ को संभव बनाने का सबसे अच्छा तरीका एक कस्टम अनुभाग या ब्लॉक निर्माण के बजाय नए निर्देश पेश करना होगा।

नए निर्देश पेश करना उपयोगी है, लेकिन यह बहुत अच्छी तरह से स्केल नहीं करेगा या टूलचेन निर्भरता को पूरी तरह से हटा नहीं देगा। एफएमए, पारस्परिक आदि जैसे अच्छे मंच समर्थन वाले निर्देश नए निर्देश जोड़ने के लिए अच्छे उम्मीदवार हैं। देशी कंपाइलरों द्वारा दिए गए संकेतों/झंडों में काफी
-fassociative-math -ffast-math -fno-honor-nans -ffinate-math-only -fdenormal-fp-math -fno-strict-float-cast-overflow -fno-math-errno -fno-trapping-math ...
इनमें से अधिकांश संकेत हैं कि अधिक आक्रामक fp अनुकूलन को बीजीय परिवर्तनों, नान, हस्ताक्षरित शून्य, ट्रैप, गोलाई आदि पर प्रतिबंध हटाने की अनुमति दी गई है। सभी उपयोगी झंडों को नए निर्देशों के रूप में व्यक्त करना आदर्श imo नहीं है।

अतिरिक्त संदर्भ के रूप में, JVM, अपने हिस्से के लिए, सख्त fp को हटाने और केवल सख्त शब्दार्थ का समर्थन करने पर विचार कर रहा है।

इस अतिरिक्त संदर्भ के लिए धन्यवाद @sunfishcode ! मुझे इस नए अपडेट के बारे में पता नहीं था और ऐसा लगता है कि प्रेरणा गणित पुस्तकालय रूपों को समेकित करना है। करीब से देखने पर जावा सख्त-एफपी थोड़ा अधिक विशिष्ट प्रतीत होता है और जीसीसी/क्लैंग द्वारा प्रदान किए जाने वाले नियंत्रण बिंदुओं की सीमा का अच्छा प्रतिनिधित्व नहीं है। -फास्ट-गणित के झंडे और संबंधित झंडे एक त्वरित जीथब खोज से देशी रेपो में काफी लोकप्रिय प्रतीत होते हैं। मैं उपरोक्त झंडों और संबंधित परगमाओं के उपयोग पर गौर करने की योजना बना रहा हूं

arunetm 12 जन॰ 2021

sunfishcode 21 जन॰ 2021

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हां, फ्लोट परिशुद्धता/व्यवहार को प्रभावित करने वाले किसी भी निर्णय को टूल द्वारा वासम मॉड्यूल में बेक किया जाना चाहिए। व्यवहार के लिए नए निर्देश जोड़े जा सकते हैं जिन्हें वर्तमान के साथ व्यक्त नहीं किया जा सकता है।

aardappel 21 जन॰ 2021

लक्ष्य के वैकल्पिक साधन के रूप में नए निर्देश जोड़ के साथ पिछली सीजी बैठक में हमने इस विषय पर चर्चा की थी। बाद की दिशा के माध्यम से इसे हल करने में एक सामान्य रुचि प्रतीत होती है। मुझे कोई आपत्ति नहीं है अगर प्रदर्शन लाभ पर डेवलपर की अपेक्षाओं को टूलचेन ऑप्टिमाइज़ेशन द्वारा बरकरार रखा जा सकता है और लापता निर्देश वेरिएंट को पेश किया जा सकता है। उस स्थिति में, वासम के अमूर्तता के स्तर से समझौता करते हुए इन झंडों को रनटाइम पर प्रचारित करने का औचित्य साबित करने की कोई अच्छी आवश्यकता नहीं है। इस लक्ष्य तक पहुँचने के लिए आवश्यक सिमेंटिक वैरिएंट निर्देशों को समझना अच्छा होगा। हमारे पास SIMD के संदर्भ में पहचाने गए कुछ नए निर्देश हैं जिन्हें फास्ट-मैथ फ्लैग को पूरी तरह से व्यक्त करने के लिए निर्देश टूल के साथ मिलान करने के लिए विस्तारित करने की आवश्यकता हो सकती है। उस दिशा में देखना जारी रखेंगे।

प्रतिपुष्टि के लिए धन्यवाद।

arunetm 22 जन॰ 2021

सीजी चर्चा के लिए प्रयुक्त सामग्री। Wasm ffast-math.pptx

arunetm 1 मार्च 2021

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