docs: бюджет тактов/размеров chunked-заливок + идеи дальнейших упрощений

docs/accel-fill-budget.md: полный разбор v3 (подготовка ~340Т на
прямоугольник, 46Т на чанк 16 линий, 53Т/51Т на линию, ~107 байт/leaf)
против per-line di/ei вариантов (djnz 72Т/линию ~63 байта; 16-бит IX
206Т/линию); break-even n≈9 линий, тотализатор, решение остаться на v3.
Краткие выжимки — в шапки _gfx_rect*fill256.

Идеи на будущее (там же): ограничить контракт стороной <=256 (широкие
прямоугольники пользователь выводит в два приёма); реализовать оба
варианта (поблочный/построчный) с переключением опцией сборки в духе
GFX_NOCHECK.

Co-Authored-By: Claude Fable 5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
2026-07-10 17:58:17 +03:00
parent 2c414da465
commit 580837d2ee
4 changed files with 131 additions and 10 deletions
+108
View File
@@ -0,0 +1,108 @@
# Акселератор: бюджет тактов и размеров chunked-заливок (rectfill/clear)
2026-07-10, после рефактора 2c414da (chunked-заливки v3 на мульти-триггере
акселератора). Семантика FSM акселератора — memory/accel_multitrigger_fill,
регресс-тест — tests/accfill. Такты — стандартные Z80; пересчёт в мкс —
для 21 МГц без учёта wait-state'ов видеопамяти.
## Архитектура v3 (что считаем)
`_gfx_rectvfill256` / `_gfx_recthfill256`: заливка чанками ≤16 линий на одну
DI/EI-скобку. В скобке размер блока армируется один раз; на линию — OUT
Port_Y (при выключенном акселераторе) + 1 опкод режима (LD E,E / LD C,C) +
выстрел + LD B,B. Счётчик чанков precompute'ится один раз на входе в
байт-регистр E (`n>>4`), хвост `n&15` SMC-патчится в отдельную хвостовую
скобку со своим армированием (в окне EI между чанками CBL-ISR армирует
акселератор своим размером блока — поэтому армирование в каждой скобке).
## Бюджет v3
### 1) Подготовка — один раз на прямоугольник (~325–340Т)
| блок | тактов |
|-------------------------------------------------------|---------|
| пролог: push ix / ld ix,#0 / add ix,sp + база+x + цвет | 102 |
| SMC размера в обе скобки (19+13+13) | 45 |
| precompute: хвост n&15 → SMC + чанки n>>4 → E | 108118 |
| проверка «есть ли полные чанки» | 1520 |
| эпилог: pop ix / 3×pop / inc sp / jp (hl) | 54 |
### 2) На блок 16 линий — 46Т
ld b,#16 (7) + di (4) + арм ld d,d / ld a,#n / ld b,b (15) + ei (4) +
dec e / jr nz (16) = 46Т ≈ 2.9Т/линию. Хвостовая скобка ≈ 45Т (заход
22 + арм 23).
### 3) На линию — 53Т (vertical) / 51Т (horizontal)
ld a,d (4) + out (11) + режим (4) + ld a,c (4) + ld (hl),a (7) +
ld b,b (4) + inc hl (6) / inc d (4) + djnz (13).
**Формула:** T(n) ≈ 340 + 46·⌈n/16⌉ + 53·n (vertical; horizontal 51·n).
## Альтернативы: каждая линия в своей DI/EI-скобке
**А — байтовый счётчик в B + djnz** (арм на линию, всё в одном цикле):
подготовка ~210Т, линия 72Т (h) / 74Т (v). Ограничение: счётчик ≤ 256 —
для vertical с w до 320 нужен двухпроходный костыль (~+10 байт).
Бонус: DI-окно = 1 линия (≤37 мкс) — минимальная латентность прерываний.
**Б — 16-бит счётчик в IX-слотах** (стиль per-line v1, без call):
подготовка ~190Т, линия ~206Т (135Т из них — декремент+проверка 16-бит
числа через 19Т-обращения к IX-слотам).
### Тотализатор (vertical, тактов на прямоугольник n линий)
| линий | v3 | А (djnz) | Б (IX) |
|-------|---------|-----------|----------|
| 1 | ~420 | **~280** | ~395 |
| 4 | ~580 | **~500** | ~1015 |
| 8 | ~790 | **~785** | ~1840 |
| 9 | ~845 | ~855 | ~2045 |
| 16 | ~1215 | ~1365 | ~3490 |
| 64 | ~3895 | ~4820 | ~13 375 |
| 256 | ~14 620 | ~18 640 | ~52 930 |
**Break-even v3 против А: n ≈ 9 линий** (340+53n+2.9n = 210+72n → n≈8.3).
При n ≤ 8 простейший А быстрее (максимум выигрыша +140Т ≈ 6.7 мкс на n=1 —
precompute уходит впустую); при n ≥ 9 v3 впереди, дальше ~19Т/линию (~26%
CPU-оверхеда; полный экран — экономия ~4000Т ≈ 190 мкс).
Б проигрывает v3 уже с n = 2 — от него и уходили.
## Размер кода (активные инструкции, на один leaf)
| вариант | байт | разбивка |
|--------------|--------|-------------------------------------------------|
| v3 (текущий) | ~107 | пролог 18 + SMC 9 + precompute 26 + вход 4 + чанк-цикл 21 + хвост 22 + эпилог 7 |
| А (djnz) | ~5363 | пролог 18 + SMC 6 + счётчик 7 + линия 15 + эпилог 7 (+~10 двухпроходность vertical) |
| Б (IX) | ~70 | пролог 18 + SMC 6 + цикл 39 + эпилог 7 |
Диспетчер `_gfx_rectfill256` ≈ 40 байт (проверка ориентации 160–245Т,
break-even |wh| ≥ ~4 линии — при известной форме звать leaf напрямую).
Переход пары leaf'ов на А дал бы ~−100 байт на программу ценой −26%
скорости на n ≥ 9.
**Решение: оставлена v3** — в графическом коде такты дороже сотни байт;
для узких прямоугольников (≤8 линий) есть span-примитивы
_bgi_hspan_raw/_bgi_vspan_raw (одна линия одной скобкой без precompute).
## Идеи (не реализовано)
- **Отказаться от поддержки сторон > 256 точек.** Сейчас vertical тащит
ветку «старший байт w = +16 чанков» (precompute) ради 257..320; если
ограничить контракт стороной ≤ 256 и оставить пользователю выводить
широкие прямоугольники в два приёма самому — упрощается precompute
(~−15Т подготовки, −5..8 байт), исчезает UB-зона w>511, контракты
обеих leaf-функций становятся симметричными. Цена: bar() на полную
ширину экрана обязан сам разбить вызов на два (или это делает
диспетчер — тогда экономии в диспетчерном пути нет, только в прямых
вызовах leaf'ов).
- **Два варианта рисования + переключение опцией сборки.** Реализовать
оба: поблочный (v3, быстрый при n ≥ 9, DI-окно ≤0.7 мс) и построчный
(А: per-line di/ei + djnz, 100 байт на пару leaf'ов, быстрый при
n ≤ 8, DI-окно = 1 линия ≤37 мкс — идеально при активном CBL) — и
выбирать опцией сборки в духе существующего GFX_NOCHECK / safe-fast
вариантов libbgi. Кандидат для size-critical сборок (small 32КБ,
как mdview2) и для программ с жёсткими требованиями к латентности
прерываний.
+1
View File
@@ -13,6 +13,7 @@
* прямоугольниках (|w−h| < 4) или когда форма известна заранее — * прямоугольниках (|w−h| < 4) или когда форма известна заранее —
* выгоднее прямой вызов _gfx_recthfill256 / _gfx_rectvfill256 * выгоднее прямой вызов _gfx_recthfill256 / _gfx_rectvfill256
* (контракты — в их шапках: recthfill требует 1<=w<=256). * (контракты — в их шапках: recthfill требует 1<=w<=256).
* Полный бюджет тактов/размеров всех вариантов: docs/accel-fill-budget.md.
* *
* __sdcccall(1): x→HL, y→DE(E=y); w→4/5(ix), h→6/7(ix), color→8(ix). * __sdcccall(1): x→HL, y→DE(E=y); w→4/5(ix), h→6/7(ix), color→8(ix).
* Диспетчер сохраняет HL/DE и стек как есть; leaf делает свой * Диспетчер сохраняет HL/DE и стек как есть; leaf делает свой
+11 -5
View File
@@ -8,11 +8,17 @@
* Счётчик чанков — precompute (v3): один раз на входе E = h>>4 (полных * Счётчик чанков — precompute (v3): один раз на входе E = h>>4 (полных
* чанков, ≤16 при h<=256) и h&15 — хвост (SMC в ld b,#n хвостовой * чанков, ≤16 при h<=256) и h&15 — хвост (SMC в ld b,#n хвостовой
* скобки). Заголовок чанка = dec e/jr nz (~46Т на чанк ≈ 2.9Т/линию * скобки). Заголовок чанка = dec e/jr nz (~46Т на чанк ≈ 2.9Т/линию
* против ~173Т/чанк у 16-бит арифметики через IX-слоты); precompute * против ~173Т/чанк у 16-бит арифметики через IX-слоты). Хвост —
* ~170Т однократно. Итог ~54Т/линию. Хвост — отдельная скобка со * отдельная скобка со СВОИМ армированием (второй SMC-слот размера):
* СВОИМ армированием (второй SMC-слот размера): армирование обязано * армирование обязано быть в каждой скобке — в окне EI CBL-ISR
* быть в каждой скобке — в окне EI CBL-ISR армирует акселератор своим * армирует акселератор своим размером блока.
* размером блока. *
* ---- БЮДЖЕТ (полный разбор: docs/accel-fill-budget.md) -------------
* подготовка ~340Т один раз на прямоугольник (пролог 102 + SMC 45 +
* precompute ~110 + эпилог 54); чанк 16 строк — 46Т; строка — 51Т.
* T(n) ≈ 340 + 46*(n/16) + 51*n; ~107 байт кода. Break-even против
* простейшего per-line di/ei (djnz, 70Т/линию, ~53 байта): n ≈ 9 —
* при n <= 8 линий простейший быстрее (максимум +140Т на n=1).
* *
* Прямой вызов оправдан, когда форма известна заранее (широкие/низкие * Прямой вызов оправдан, когда форма известна заранее (широкие/низкие
* прямоугольники, w > h) — экономит ~160-245Т проверки диспетчера * прямоугольники, w > h) — экономит ~160-245Т проверки диспетчера
+11 -5
View File
@@ -8,11 +8,17 @@
* Счётчик чанков — precompute (v3): один раз на входе E = w>>4 (полных * Счётчик чанков — precompute (v3): один раз на входе E = w>>4 (полных
* чанков, ≤20 при w<=320) и w&15 — хвост (SMC в ld b,#n хвостовой * чанков, ≤20 при w<=320) и w&15 — хвост (SMC в ld b,#n хвостовой
* скобки). Заголовок чанка = dec e/jr nz (~46Т на чанк ≈ 2.9Т/линию * скобки). Заголовок чанка = dec e/jr nz (~46Т на чанк ≈ 2.9Т/линию
* против ~173Т/чанк у 16-бит арифметики через IX-слоты); precompute * против ~173Т/чанк у 16-бит арифметики через IX-слоты). Хвост —
* ~170Т однократно. Итог ~56Т/линию. Хвост — отдельная скобка со * отдельная скобка со СВОИМ армированием (второй SMC-слот размера):
* СВОИМ армированием (второй SMC-слот размера): армирование обязано * армирование обязано быть в каждой скобке — в окне EI CBL-ISR
* быть в каждой скобке — в окне EI CBL-ISR армирует акселератор своим * армирует акселератор своим размером блока.
* размером блока. *
* ---- БЮДЖЕТ (полный разбор: docs/accel-fill-budget.md) -------------
* подготовка ~340Т один раз на прямоугольник (пролог 102 + SMC 45 +
* precompute ~110 + эпилог 54); чанк 16 колонок — 46Т; колонка — 53Т.
* T(n) ≈ 340 + 46*(n/16) + 53*n; ~107 байт кода. Break-even против
* простейшего per-line di/ei (djnz, 72Т/линию, ~63 байта): n ≈ 9 —
* при n <= 8 линий простейший быстрее (максимум +140Т на n=1).
* *
* Прямой вызов оправдан, когда форма известна заранее (высокие/узкие * Прямой вызов оправдан, когда форма известна заранее (высокие/узкие
* прямоугольники, w <= h) — экономит ~160-245Т проверки диспетчера * прямоугольники, w <= h) — экономит ~160-245Т проверки диспетчера