Sekolah Bahasa Assembly FFmpeg

Pengenalan

• Selamat datang di pelajaran bahasa assembly FFmpeg. Pelajaran ini memberikan dasar tentang bagaimana bahasa assembly ditulis di FFmpeg.

Pengetahuan yang Dibutuhkan

• Diperlukan pengetahuan tentang bahasa C, terutama pointer.
• Diperlukan pengetahuan matematika tingkat sekolah menengah atas (skalar dan vektor, penjumlahan, perkalian, dan sebagainya).

Apa itu bahasa assembly?

• Bahasa assembly adalah bahasa pemrograman untuk menulis kode yang secara langsung berkorespondensi dengan instruksi yang diproses CPU.
• Sebagian besar kode assembly FFmpeg adalah SIMD (Single Instruction Multiple Data), yang juga disebut pemrograman vektor.
• SIMD cocok untuk memproses banyak data yang disimpan secara berurutan di memori, seperti gambar, video, dan audio.

Mengapa menulis dalam bahasa assembly?

• Untuk mempercepat pemrosesan multimedia. Dengan menulis dalam kode assembly, peningkatan kecepatan lebih dari 10 kali bisa diperoleh.
• Di FFmpeg, kode assembly ditulis langsung tanpa menggunakan intrinsic. Intrinsic biasanya 10-15% lebih lambat daripada assembly yang ditulis manual.

Jenis bahasa assembly

• Pelajaran ini berfokus pada bahasa assembly x86 64-bit. Ini juga dikenal sebagai amd64 dan juga berjalan pada CPU Intel.
• Ada dua sintaks assembly x86, yaitu AT&T dan Intel, dan yang akan digunakan adalah sintaks Intel.

Materi pendukung

• Pemrograman assembly FFmpeg berfokus pada pemrosesan gambar berperforma tinggi dan memiliki pendekatan yang unik.
• Diagram dari buku "The Art of 64-bit assembly" bisa membantu.

Register

• Register adalah area di CPU tempat data diproses. CPU tidak memanipulasi memori secara langsung; data dimuat ke register untuk diproses lalu ditulis kembali ke memori.

Register tujuan umum

• Register tujuan umum (GPR) dapat berisi data atau alamat memori. Dalam kode assembly FFmpeg, GPR terutama berperan sebagai pijakan.

Register vektor

• Register vektor (SIMD) berisi beberapa elemen data. Ada berbagai jenis register vektor.
• Sebagian besar perhitungan kompresi dan dekompresi video berbasis bilangan bulat.

Menyertakan x86inc.asm

• x86inc.asm adalah lapisan abstraksi ringan yang digunakan di FFmpeg, x264, dan dav1d untuk memudahkan pekerjaan programmer assembly.

Kode assembly skalar sederhana

• Menjelaskan bagaimana kode assembly skalar bekerja melalui contoh kode.

Memahami fungsi vektor dasar

• Melalui contoh fungsi SIMD pertama, dijelaskan arti setiap baris.
• Operasi vektor dilakukan menggunakan instruksi seperti movu, paddb.
• Fungsi memodifikasi data argumen dan tidak mengembalikan nilai.

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Ada materi lain untuk topik yang sama, yaitu kasus FFmpeg dan dav1d

  • FFmpeg sering digunakan sehingga bisa dianggap sebagai contoh penggunaan yang jelas
  • dav1d digunakan di browser utama dan sistem operasi Android, dan faktor besar keberhasilannya adalah SIMD yang ditulis tangan
  • Sebagian kode dav1d dieksekusi triliunan kali per hari sehingga harus berjalan secepat mungkin
  • Perbedaan performa antara SIMD yang ditulis tangan dan SIMD yang dihasilkan kompiler bisa mencapai 50%
  • Untuk mempertahankan keterampilan semacam ini, sumber daya seperti sekolah bahasa assembly FFmpeg itu penting

• Saya pikir menggunakan intrinsic lebih bernilai daripada menulis assembly, tetapi membacanya sangat berguna

  • Menggunakan Compiler Explorer untuk memahami optimasi yang dilakukan kompiler demi mengoptimalkan performa

• Saya rasa panduan ini sangat luar biasa

  • Saat dulu tertarik pada hal-hal low-level, saya berharap punya panduan ini

• Saya penasaran apakah ada "kesenangan" dalam belajar atau mengimplementasikan assembly

  • Apakah ada kesenangan seperti pada LISP atau RISC-V, atau apakah ini seperti COBOL yang dipelajari untuk bekerja dengan sistem tertentu dan tugas tertentu
  • Saya tidak punya alasan memakai assembly dalam pekerjaan sehari-hari, tetapi penasaran apakah layak menginvestasikan waktu untuk itu sebagai hobi

• Sufiks "q" menunjukkan ukuran pointer, dan pada sistem 64-bit nilainya 8

  • Kalimatnya terasa membingungkan
  • "i.e" seharusnya ditulis "i.e.," dan "(" seharusnya berupa tanda kurung buka
  • "sizeof" tidak mengembalikan pointer

• Pujian untuk referensi K&R

  • Itu buku pertama yang saya beli untuk belajar C dan pemrograman
  • Awalnya saya belajar C++, tetapi terlalu abstrak sehingga sulit dipahami

• Kekurangan penggunaan assembly adalah kodenya bergantung pada arsitektur

  • Harus menulis kode yang berbeda untuk x86, arm, dan x86_64
  • Tidak ada cara yang benar-benar baik untuk menulis kode portabel untuk SIMD
  • Rust sedang menstabilkan API SIMD portabel, dan Zig menyediakan dukungan SIMD, tetapi FFmpeg mungkin masih tidak puas dengan kecepatannya

• Penolakan terhadap inline assembly terasa membingungkan

  • Inline assembly tampaknya akan lebih efisien daripada pemanggilan fungsi assembly

• Materi ini sempurna

  • Saya mengenal assembly x86 era 386, tetapi prosesor yang lebih canggih terlalu rumit
  • Saya ingin mempelajari lebih lanjut tentang SIMD pada CPU modern

• Saya penasaran apakah pernyataan bahwa assembly 10 kali lebih cepat daripada C masih benar

  • Apakah kompiler sudah stagnan sampai-sampai tidak bisa mendekati assembly yang ditulis tangan