Hot-cold splitting for JIT stencils
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説明
Feature or enhancement
Proposal:
We have a textual assembly parser for the stencils. It already knows what blocks are cold and what blocks are hot. With that, it's now not too hard to teach it to section-up blocks.
Currently this is _BINARY_OP_ADD_INT:
// _BINARY_OP_ADD_INT_r23.o: file format elf64-x86-64
//
// Disassembly of section .text:
//
// 0000000000000000 <_JIT_ENTRY>:
// 0: 55 pushq %rbp
// 1: 48 83 ec 10 subq $0x10, %rsp
// 5: 48 89 74 24 08 movq %rsi, 0x8(%rsp)
// a: 48 89 fb movq %rdi, %rbx
// d: 4c 89 fd movq %r15, %rbp
// 10: 4c 89 ff movq %r15, %rdi
// 13: 48 83 e7 fe andq $-0x2, %rdi
// 17: 48 89 de movq %rbx, %rsi
// 1a: 48 83 e6 fe andq $-0x2, %rsi
// 1e: ff 15 00 00 00 00 callq *(%rip) # 0x24 <_JIT_ENTRY+0x24>
// 0000000000000020: R_X86_64_GOTPCRELX _PyCompactLong_Add-0x4
// 24: 48 83 f8 01 cmpq $0x1, %rax
// 28: 75 15 jne 0x3f <_JIT_ENTRY+0x3f>
// 2a: 49 89 ef movq %rbp, %r15
// 2d: 48 89 df movq %rbx, %rdi
// 30: 48 8b 74 24 08 movq 0x8(%rsp), %rsi
// 35: 48 83 c4 10 addq $0x10, %rsp
// 39: 5d popq %rbp
// 3a: e9 00 00 00 00 jmp 0x3f <_JIT_ENTRY+0x3f>
// 000000000000003b: R_X86_64_PLT32 _JIT_JUMP_TARGET-0x4
// 3f: 49 89 c7 movq %rax, %r15
// 42: 48 89 ef movq %rbp, %rdi
// 45: 48 89 de movq %rbx, %rsi
// 48: 48 83 c4 10 addq $0x10, %rsp
// 4c: 5d popq %rbp
With hot-cold splitting, it will be split into:
_BINARY_OP_ADD_INT_r23.HOT:
// 0000000000000000 <_JIT_ENTRY>:
// 0: 55 pushq %rbp
// 1: 48 83 ec 10 subq $0x10, %rsp
// 5: 48 89 74 24 08 movq %rsi, 0x8(%rsp)
// a: 48 89 fb movq %rdi, %rbx
// d: 4c 89 fd movq %r15, %rbp
// 10: 4c 89 ff movq %r15, %rdi
// 13: 48 83 e7 fe andq $-0x2, %rdi
// 17: 48 89 de movq %rbx, %rsi
// 1a: 48 83 e6 fe andq $-0x2, %rsi
// 1e: ff 15 00 00 00 00 callq *(%rip) # 0x24 <_JIT_ENTRY+0x24>
// 0000000000000020: R_X86_64_GOTPCRELX _PyCompactLong_Add-0x4
// 24: 48 83 f8 01 cmpq $0x1, %rax
// 28: 75 15 jne 0x3f <_JIT_ENTRY+0x3f>
// 3f: 49 89 c7 movq %rax, %r15
// 42: 48 89 ef movq %rbp, %rdi
// 45: 48 89 de movq %rbx, %rsi
// 48: 48 83 c4 10 addq $0x10, %rsp
// 4c: 5d popq %rbp
_BINARY_OP_ADD_INT_r23.COLD:
// 2a: 49 89 ef movq %rbp, %r15
// 2d: 48 89 df movq %rbx, %rdi
// 30: 48 8b 74 24 08 movq 0x8(%rsp), %rsi
// 35: 48 83 c4 10 addq $0x10, %rsp
// 39: 5d popq %rbp
// 3a: e9 00 00 00 00 jmp 0x3f <_JIT_ENTRY+0x3f>
// 000000000000003b: R_X86_64_PLT32 _JIT_JUMP_TARGET-0x4
Running the current jump inversion and zero length jump removal then gives us:
_BINARY_OP_ADD_INT_r23.HOT:
// 0000000000000000 <_JIT_ENTRY>:
// 0: 55 pushq %rbp
// 1: 48 83 ec 10 subq $0x10, %rsp
// 5: 48 89 74 24 08 movq %rsi, 0x8(%rsp)
// a: 48 89 fb movq %rdi, %rbx
// d: 4c 89 fd movq %r15, %rbp
// 10: 4c 89 ff movq %r15, %rdi
// 13: 48 83 e7 fe andq $-0x2, %rdi
// 17: 48 89 de movq %rbx, %rsi
// 1a: 48 83 e6 fe andq $-0x2, %rsi
// 1e: ff 15 00 00 00 00 callq *(%rip) # 0x24 <_JIT_ENTRY+0x24>
// 0000000000000020: R_X86_64_GOTPCRELX _PyCompactLong_Add-0x4
// 24: 48 83 f8 01 cmpq $0x1, %rax
// 28: 75 15 je _BINARY_OP_ADD_INT_r23.COLD
// 3f: 49 89 c7 movq %rax, %r15
// 42: 48 89 ef movq %rbp, %rdi
// 45: 48 89 de movq %rbx, %rsi
// 48: 48 83 c4 10 addq $0x10, %rsp
// 4c: 5d popq %rbp
_BINARY_OP_ADD_INT_r23.COLD:
// 2a: 49 89 ef movq %rbp, %r15
// 2d: 48 89 df movq %rbx, %rdi
// 30: 48 8b 74 24 08 movq 0x8(%rsp), %rsi
// 35: 48 83 c4 10 addq $0x10, %rsp
// 39: 5d popq %rbp
// 3a: e9 00 00 00 00 jmp 0x3f <_JIT_ENTRY+0x3f>
// 000000000000003b: R_X86_64_PLT32 _JIT_JUMP_TARGET-0x4
We then lay out the traces using only the HOT sections and leave the COLD sections at the end. I think this is as good as it gets for machine code flow/layout unless we start writing things by hand.
This builds on https://github.com/python/cpython/pull/142228.
In the future, to reduce the jitted memory even further, we can de-duplicate common cold stencil fragments. E.g. if we see multiple _BINARY_OP_ADD_INT_r23 in a trace, we can all jump to the common _BINARY_OP_ADD_INT_r23.COLD instead of having one copy for each stencil. That should be a separate PR from this however.
I will work on this.
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Linked PRs
- gh-149292
コントリビューションガイド
はじめの一歩
- issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
- 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
- リポジトリをフォークし、ブランチを切って変更します。
- issue 番号を参照したプルリクエストを送ります。
調査の方向性
まず、提案で説明されているテキストアセンブリパーサーと、既存のジャンプ反転および長さゼロのジャンプ削除パスを見つけます。stencil ブロックがどのように hot または cold として分類され、trace がどのように配置されるかを追跡します。hot セクションと cold セクションが分けて出力され、既存のジャンプ変換が引き続き機能し、hot セクションが cold セクションより前に配置されれば完了です。
索引モデルが issue の本文から書いたものです。
評価
- 技術スタック
- python
- 領域
- compilers
- issue の種類
- 機能追加
- 難易度
- 5/5
- 見積もり時間
- 1週間以上
- 活発さ
- 停滞
- 明瞭さ
- おおむね明確
- 初心者へのやさしさ
- 25/100