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Eliminate overhead of fetching and testing `NULL` attributes in `STORE_ATTR` specializations for new objects

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interpreter-core performance
Vorherrschende Sprache
Python
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77.2k
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PR-Merge-Kennzahlen
PR-Kennzahlen ausstehend

Beschreibung

Consider

class C:
    def __init__(self, a, b, c):
        self.a = a
        self.b = b
        self.c = c
C(1,2,3)

This produces a trace looking something like this:

...
_CHECK_AND_ALLOCATE_OBJECT
_CREATE_INIT_FRAME
_PUSH_FRAME
# Some guards
_LOAD_FAST_BORROW_1
_LOAD_FAST_BORROW_0
# Some more guards
_STORE_ATTR_INSTANCE_VALUE
# Some more guards
_LOAD_FAST_BORROW_2
_LOAD_FAST_BORROW_0
# Some more guards
_STORE_ATTR_INSTANCE_VALUE
# Some more guards
_LOAD_FAST_BORROW_3
_LOAD_FAST_BORROW_0
# Some more guards
_STORE_ATTR_INSTANCE_VALUE
...

Each of those _STORE_ATTR_INSTANCE_VALUE reads the old value out of memory and then conditionally decrefs it.
But in this case we know that the old value was NULL so we can just overwrite it.
So we can replace this:

        PyObject **value_ptr = (PyObject**)(((char *)owner_o) + offset);
        PyObject *old_value = *value_ptr;
        FT_ATOMIC_STORE_PTR_RELEASE(*value_ptr, PyStackRef_AsPyObjectSteal(value));
        if (old_value == NULL) {
            PyDictValues *values = _PyObject_InlineValues(owner_o);
            Py_ssize_t index = value_ptr - values->values;
            _PyDictValues_AddToInsertionOrder(values, index);
        }
        Py_XDECREF(old_value);

with this:

        PyObject **value_ptr = (PyObject**)(((char *)owner_o) + offset);
        FT_ATOMIC_STORE_PTR_RELEASE(*value_ptr, PyStackRef_AsPyObjectSteal(value));
        PyDictValues *values = _PyObject_InlineValues(owner_o);
        Py_ssize_t index = value_ptr - values->values;
       _PyDictValues_AddToInsertionOrder(values, index);

On Aarch64, this reduces the number of machine instructions from 48 to 26.

The same reasoning also applies to _STORE_ATTR_SLOT where it reduces the number of machine instructions from 32 to 14.

See also https://github.com/python/cpython/issues/134584

We can probably remove some of those guards as well, but that's a separate issue.

Beitragsleitfaden

Beitragsleitfaden öffnen

Erste Schritte

  1. Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
  4. Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

Rechercherichtung

Beginne damit, die CPython-Interpreter-Spezialisierungen namens STORE_ATTR_INSTANCE_VALUE und STORE_ATTR_SLOT zu finden, und lies dann zur Kontextualisierung den zugehörigen Issue 134584. Vergleiche ihre Behandlung neu angelegter Objekte mit den vorgeschlagenen Pfaden und verifiziere, dass die Änderung die Behandlung der Einfügereihenfolge beibehält und gleichzeitig NULL-Lesezugriffe, Decrefs und den gemeldeten Instruktions-Overhead eliminiert.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Bewertung

Tech-Stack
c, python
Bereich
backend, performance
Issue-Typ
Refactoring
Schwierigkeit
4/5
Geschätzter Aufwand
3-5 Tage
Aktivitätsstatus
Veraltet
Klarheit
Größtenteils klar
Anfängerfreundlichkeit
35/100

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