Strano comportamento dell'ottimizzatore del ciclo dell'hotspot

Question

Sulla base delle discussioni relative a una risposta alla domanda this, ho scoperto un comportamento davvero strano dell'ottimizzatore di Java Hotspot. Il comportamento osservato può essere visto almeno in Oracle VM 1.7.0_17, ma sembra che si verifichino anche nelle versioni precedenti di Java 6.

Prima di tutto, ero già a conoscenza dell'ottimizzatore, ovviamente consapevole del fatto che alcuni metodi nell'API standard sono invarianti e non hanno effetti collaterali. Quando si esegue un ciclo come double x=0.5; for(double d = 0; d < Math.sin(x); d += 0.001);, l'espressione Math.sin(x) non viene valutata per ogni iterazione, ma l'ottimizzatore è consapevole del fatto che il metodo non ha effetti collaterali rilevanti e che il risultato è invariato, purché x non venga modificato nel ciclo.

Ora ho notato che cambiare semplicemente x da 0,5 a 1,0 disabilitato questa ottimizzazione. Ulteriori test indicano che l'ottimizzazione è abilitata solo se abs (x) < asin (1/sqrt (2)). C'è una buona ragione per quello, che non vedo, o è una limitazione inutile alle condizioni ottimizzanti?

Edit: L'ottimizzazione sembrano essere implementato in hotspot/src/share/vm/opto/subnode.cpp

Answer 1

penso tue domande su specificamente Oracle JVM, perché l'attuazione della matematica è l'attuazione-dipendente. Ecco buona risposta in merito all'esecuzione Dalvik per esempio: native code for Java Math class

Generalmente

1. sin (a) * sin (a) + cos (a) * cos (a) = 1
2. sin (pi/2 - a) = cos (a)
3. sin (-a) = -sin (a)
4. cos (-a) = cos (a)

quindi non abbiamo bisogno di peccato/cos funzioni imple mentazione per x < 0 o x> pi/4.

Suppongo che questa è la risposta (http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=5005861):

Siamo a conoscenza dei risultati almabench e e articolo OSNews su prestazioni trigonometrica. Tuttavia, l'implementazione HotSpot di sin/cos su x86 per anni ha utilizzato e continua a utilizzare le istruzioni fsin/fcos x87 in un intervallo in cui tali istruzioni soddisfano la qualità dei requisiti di implementazione , in pratica [-pi/4, pi/4 ]. Al di fuori dell'intervallo , i risultati di fsin/fcos possono essere ovunque nell'intervallo [-1, 1] con poca relazione al vero seno/coseno dell'argomento. Per esempio , fsin (Math.PI) ottiene solo la metà delle cifre del risultato corretto. Il motivo è che le implementazioni dell'istruzione fsin/fcos utilizzano un algoritmo non ideale per l'argomento argomento riduzione; il processo di riduzione argomento viene spiegato nel bug 4857011.

Conclusione: avete visto i risultati di algoritmo di riduzione argomento in azione, non la limitazione di ottimizzazione.