56    Компиляция CPython

В этой книге будут приводиться сессии REPL c примерами команд. Я рекомендую использовать отладочный двоичный файл для выполнения этих сессий­ REPL на случай, если вы захотите установить точки останова в коде.

Чтобы упростить навигацию в коде, в окне Solution переключитесь в режим Folder с помощью кнопки справа от значка Home:

ПРОФИЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ

Сборка на macOS, Linux и Windows поддерживает флаги профильной оптимизации (PGO). Режим PGO не был придуман командой Python; он встречается во многих компиляторах, включая те, что используются CPython.

PGO выполняет исходную компиляцию, после чего профилирует приложение, выполняя серию тестов. Затем профиль анализируется, и компилятор вносит в двоичный файл изменения для повышения производительности.

Для CPython на этапе профилирования запускается команда python -m test --pgo, которая выполняет регрессионные тесты, заданные в Lib test libregrtest pgo.py. Эти тесты были выбраны специально, потому что они используют часто встречающиеся модули расширений C и типы.

Книги для программистов: https://t.me/booksforits

Профильная оптимизация    57

ПРИМЕЧАНИЕ

Процесс PGO занимает много времени, поэтому для ускорения компи­ ляции я исключил его из списков рекомендуемых шагов, приводимых в книге.

Если вы хотите использовать специально cкомпилированные версии CPython на продакшен, выполните команду ./configure с флагом --with- pgo на Linux и macOS или добавьте флаг --pgo в build.bat на Windows.

Так как оптимизация привязана к платформе и архитектуре, для которой проводилось профилирование, профили PGO не могут совместно использоваться в разных операционных системах или архитектурах процессоров. Дистрибутивы CPython на Python.org уже прошли PGO, и если вы протестируете производительность скомпилированного в базовой конфигурации двоичного файла, он будет медленнее загруженного с Python.org.

Профильные оптимизации на Windows, macOS и Linux включают следующие проверки и улучшения:

zz Встроенные функции: если функция часто вызывается из другой функции, она будет вложена (то есть скопирована в вызывающую функцию) для сокращения размера стека.

zz Прогнозирование виртуальных вызовов и вложенность: если вызов виртуальной функции часто приходится на конкретную функцию, то PGO может вставить условно выполняемый прямой вызов этой функции. Это позволяет вложить непосредственный вызов.

zz Оптимизация распределения регистров: на основании результатов профилирования PGO оптимизирует распределение регистров.

zz Оптимизация базовых блоков: этот прием оптимизации позволяет разместить часто выполняемые базовые блоки (которые временно выполняются в заданных границах) в одной локальности или наборе страниц. Таким образом сводится к минимуму количество используемых страниц, что минимизирует лишние затраты памяти.

zz Оптимизация активных участков: функции, на выполнение которых программа тратит большую часть времени, могут оптимизироваться для ускорения.

Книги для программистов: https://t.me/booksforits

58    Компиляция CPython

zz Оптимизация размещения функций: после того, как PGO проанализирует граф вызовов, функции, которые обычно располагаются на одном пути выполнения, перемещаются в одну секцию скомпилированного приложения.

zz Оптимизация условных ветвлений: PGO может проанализировать ветви принятия решений (такие, как if … else if или switch) и выявить самый частый используемый путь. Например, если команда switch содержит 10 вариантов (путей) и один из них используется в 95 % случаев, то он перемещается в начало, чтобы выполняться раньше других в кодовом пути.

zz Отделение мертвых зон: код, не вызываемый в процессе PGO, перемещается в отдельную секцию приложения.

ВЫВОДЫ

В этой главе вы узнали, как скомпилировать исходный код CPython в рабочий интерпретатор. Эта информация пригодится, когда мы займемся исследованием и адаптацией исходного кода.

Возможно, в ходе работы с CPython вам придется повторять действия по компиляции десятки и даже сотни раз. Если вы сможете адаптировать свою среду разработки и назначить сочетание клавиш для повторной компиляции, лучше сделать это прямо сейчас и сэкономить себе немало времени в будущем.

Книги для программистов: https://t.me/booksforits