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Emulator in Python...

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Seite 7 von 8

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 8. August 2014, 07:43
von jens
Wobei Lifo hab ich nun auch im Einsatz: der CPU status, dabei interessiert ja eigentlich nur der neuste Eintrag... :-)

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 8. August 2014, 11:25
von jens
Also ich glaube ich komme so nicht weiter...

Habe immer wieder einen Crash, ob nun CPython oder PyPy. Das Grundproblem sind wohl threads und TKinter (Wobei das wohl auch mit anderen Toolkits so wäre, vermute ich mal...)

Dann ist generell die Frage, ob Threads überhaupt Sinn machen. Denn durch den Global Interpreter Lock ("GIL") kann ja eh nur wirklich ein Thread laufen. Von daher kann ein Thread dennoch die GUI lähmen...

Vielleicht macht wegen des GIL multiprocessing doch Sinn?!?

Also doch fast so wie es jetzt ist, blos das "Main Thread" zum "Main Process" und "Sub Thread" zu "Sub Process" wird:
jens hat geschrieben:

Code: Alles auswählen

    Main Thread                                     Sub Thread      
+------------------+                         +---------------------+
|                  |                         |                     |
| +-------------+  |  CPU cycles/sec queue   |                     |
| |            <------------------------------------+6809 CPU      |
| |             |  |                         |       +     ^       |
| |     GUI     |  |                         |       |     |       |
| |             |  | Display RAM write queue |    +--v-----+--+    |
| |  .--------------------------------------------+   Memory  |    |
| |  |          |  |                         |    +--+-----^--+    |
| |  |          |  |                         |       |     |       |
| |  |          |  |                         | +-----v-----+-----+ |
| |  |          |  |                         | |    Periphery    | |
| |  |          |  |     Keyboard queue      | |   MC6883 SAM    | |
| |  |          +--------------------------------->MC6821 PIA    | |
| |  |          |  |                         | |                 | |
| +--+-----^----+  |                         | |                 | |
|    |     |       |                         | +-----------------+ |
|    |     |       |                         |                     |
| +--v-----+----+  |                         |                     |
| |             |  |                         |                     |
| |   Display   |  |                         |                     |
| |             |  |                         |                     |
| +-------------+  |                         |                     |
+------------------+                         +---------------------+
[/size]
Doch dann bremst wieder die Interprocess-Kommunikation aus?!?
Wie kann man das umgehen?

Wird es was bringen alle multiprocess.queue "zwischen zu puffern" ?
Also evtl.:

Code: Alles auswählen

   Main Process                                      Sub Process       
+------------------+                              +-------------------+
|                  |                              |                   |
|   Queue.Queue <-----> multiprocessing.Queue <-------> Queue.Queue   |
|                  |                              |                   |
+------------------+                              +-------------------+
Der Austausch multiprocessing.Queue <--> Queue.Queue könnte dann evtl. jeweils in separaten Threads erfolgen?

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 8. August 2014, 12:02
von EyDu
jens hat geschrieben:Habe immer wieder einen Crash, ob nun CPython oder PyPy. Das Grundproblem sind wohl threads und TKinter (Wobei das wohl auch mit anderen Toolkits so wäre, vermute ich mal...)
Das legt die Vermutung nahe, dass du aus dem Thread auf die GUI zugreifst.
jens hat geschrieben:Dann ist generell die Frage, ob Threads überhaupt Sinn machen. Denn durch den Global Interpreter Lock ("GIL") kann ja eh nur wirklich ein Thread laufen.
Jein. Wenn die parallelisierten Threads nur Berechnungen durchführen, dann macht dir der GIL einen Strich durch die Rechnung. Threads lohnen sich aber dann, wenn ein Thread Berechnungen durchführt und ein anderer irgendwo IO-Aufgaben durchführt. Daten von der Festplatte lesen, Daten über das Netzwer verschicken, etc. In deinem Fall kommen die letzten Aufgaben wohl eher selten vor. Wenn du allerdings pseude-parallele Berechnungen brauchst, dann wirst du um irgendeinen Threadingmechanismus nicht herumkommen. Egal ob nun Threads, Prozesse oder Pseude-Threads mit Generatoren.
jens hat geschrieben:Von daher kann ein Thread dennoch die GUI lähmen...
Nein, das kann nicht passieren. In CPython werden 100 Instruktionen durchgeführt, das ist zumindest der letzte Wert an den ich mich erinnern kann, und dann ein Thread-Wechsel durchgeführt. Blockiert ein Aufruf, eine Queue oder ein Lock, so wird immer gewechselt.
jens hat geschrieben:Vielleicht macht wegen des GIL multiprocessing doch Sinn?!?
Das hatte ich in einem der vorherigen Beiträge ja schon geschrieben. Das macht nur Sinn, wenn die Berechnungen auch wirklich parallel sind. Wenn du ständig Synchronisieren musst, dann macht dir der Overhead den ganzen Gewinn kaputt.

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 8. August 2014, 13:42
von jens
EyDu hat geschrieben:
jens hat geschrieben:Vielleicht macht wegen des GIL multiprocessing doch Sinn?!?
Das hatte ich in einem der vorherigen Beiträge ja schon geschrieben. Das macht nur Sinn, wenn die Berechnungen auch wirklich parallel sind. Wenn du ständig Synchronisieren musst, dann macht dir der Overhead den ganzen Gewinn kaputt.
Das ist nach wie vor die Frage.

Fazit wäre dann: Entweder multiprocessing oder keine Threads...

Ich glaube ich habe einen "Flaschenhals" bzw. Fehler gefunden: http://www.python-forum.de/viewtopic.ph ... 42#p262542

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Dienstag 12. August 2014, 22:26
von jens
Kleines Status Update:

Arbeite aktuell daran, das BASIC Listing aus dem Emulator in einen Text Editor zu bekommen und das ganze wieder zurück.
Aus dem Emulator herraus geht es schon. Anderen Weg ist in Arbeit.

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Mittwoch 13. August 2014, 21:43
von jens
Mit https://github.com/jedie/DragonPy/commi ... e2cd8114d2 geht nun auch der andere Weg. Also auf dem BASIC Text Editor Fenster den Code in den Emulator packen ;)

Alerdings noch recht unbenutztbar vom GUI Design her :lol:

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 4. September 2014, 11:19
von jens
Nachdem es nun einen Benachmark gibt, der komplett ohne Threads läuft, denke ich das Threads/Multiprocessing nicht wirklich was bringen. Denn die benchmark Werte sind auch nicht viel höher, als die GUI Werte...

Deswegen habe ich mal die ganze eigene Thread-Geschichte in die Tonne und die CPU nur per Tkinter after() laufen lassen.

Im Tkinter after() lasse ich immer x CPU op codes abarbeiten. Wie viele auf einmal berechne ich dynamisch, sodass ein Durchgang immer gleich lange dauert und die GUI auch benutzbar bleibt. Passender Commit: https://github.com/jedie/DragonPy/commi ... 64bb3660e9

Aktuell hab ich als target_burst_duration 0.1 Sek. eingestellt. So kann man ganz gut die GUI bedienun und der Wert wird auch eingehalte, egal ob CPython oder PyPy...

Sieht dann so aus (hier mit PyPy):

Bild

Wie man sehen kann, hat PyPy in 0.1Sek rund 750.000 Operationen der 6809 CPU ausgeführt. Allerdings erscheint mir der 35Mio. cycles/sek doch etwas hoch. Wobei das durchschnittlich 5,8 MPU Cycles pro Op gebraucht hat, was hin kommen kann, wenn man sich die Werte bei http://techheap.packetizer.com/processo ... n_set.html anschaut.

Komisch ist allerdings das der benchmark auf ganz andere Werte kommt. Deswegen hab ich nochmal getestet:

--loops 1 -> 2,4 Mio CPU Cycles/sec - dauer 0,60 Sec
--loops 2 -> 4,2 Mio CPU Cycles/sec - dauer 0,70 Sec
--loops 5 -> 8,7 Mio CPU Cycles/sec - dauer 0,85 Sec
--loops 10 -> 14 Mio CPU Cycles/sec - dauer 1,0 Sec
--loops 20 -> 20 Mio CPU Cycles/sec - dauer 1,5 Sec
--loops 50 -> 28 Mio CPU Cycles/sec - dauer 2,6 Sec
--loops 100 -> 33 Mio CPU Cycles/sec - dauer 4,5 Sec
--loops 250 -> 35 Mio CPU Cycles/sec - dauer 10 Sec
--loops 500 -> 37 Mio CPU Cycles/sec - dauer 19 Sec
--loops 1000 -> 38 Mio CPU Cycles/sec - dauer 39 Sec

PyPy braucht halt einige Durchgänge damit der JIT wirklich gute Ergebnisse liefert. Passt also doch alles ganz gut...

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 5. September 2014, 15:52
von jens
So, nun ist v0.1.0 release raus: https://pypi.python.org/pypi/DragonPyEmulator :D

Leider ist DragonPy schon vergeben: https://pypi.python.org/pypi/DragonPy :evil:



Hab an der GUI ein wenig geschraubt und man kann nun die CPU beeinflussen:


Bild

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 11. September 2014, 08:10
von jens
Hab auf dem pyCologne ( http://pycologne.de/ ) Treffen gestern (10.9.2014) einen Vortrag über DragonPy gehalten...

Zwei Dinge fallen mir ein, die ich mitnehmen konnte:

DragonPy läuft mit CPython 3 wahrscheinlich langsamer, weil integer <=sys.maxint in 2 effizienter sind, dafür aber Integer in 3 einheitlicher.

Kurzer Test:

Code: Alles auswählen

import sys

if sys.version_info[0] == 2:
    # python 2.7
    print(type(1)) # <type 'int'>
    print(type(int(sys.maxint))) # <type 'int'>
    print(type(int(sys.maxint+1))) # <type 'long'>
else:
    # Python 3
    print(type(1)) # <class 'int'>
    print(type(int(sys.maxsize))) # <class 'int'>
    print(type(int(sys.maxsize+1))) # <class 'int'>
Aus der Docu: https://docs.python.org/3.1/whatsnew/3.0.html#integers
siehe auch: http://stackoverflow.com/questions/2104 ... t-and-long



Dann: bytearray wäre eigentlich das richtige für RAM/ROM. z.Z. nutzte ich dafür ja eine einfache Liste aus Integer mit dem byte wert.
Wobei meine Tests ja nicht so gut liefen, aber vielleicht habe ich bytearray auch einfach falsch genutzt, siehe: http://www.python-forum.de/viewtopic.ph ... ay#p263775
EDIT: Ne, also das scheint mir nichts zu bringen. Etwas schlechter Performance mit bytearray, dafür ein wenig Speicherplatz eingespart. Es bestätigen sich die Werte aus dem anderen Thread...

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 11. September 2014, 08:47
von BlackJack
@jens: Den Unterschied hatte ich doch schon mal erklärt: `bytearray` wird kompakter gespeichert, ist aber geringfügig langsamer (in CPython) weil dort immer der Zwischenschritt interne ”native” Zahl in Python `int` umsetzen, und umgekehrt, bei jedem Indexzugriff besteht. Ob das also das richtige für Deinen Emulator ist, hängt davon ab was Dir wichtiger ist, Speicherplatz oder Geschwindigkeit, beziehungsweise welche Python-Implementierung Du verwendest, weil PyPy bei `bytearray` natürlich mehr ”statische” Typinformationen hat als bei einer Liste in der zwar immer nur ganze Zahlen im Bereich 0 bis 255 gespeichert werden, aber jederzeit auch etwas völlig anderes kommen könnte und PyPy das zur Laufzeit natürlich zusätzlich prüfen muss.

Edit: Ich sehe nicht warum Python 3 mit dem Zusammenlegen von `int` und `long` zwingend langsamer sein muss. Grundsätzlich kann man doch intern genau das gleiche machen wie bei Python 2, also zwei Varianten von `int` implementieren beziegungsweise die bereits vorhandenen nutzen, nur diesmal ohne das nach aussen durch den Typ zu zeigen.

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 11. September 2014, 09:51
von jens
BlackJack hat geschrieben:@jens: Den Unterschied hatte ich doch schon mal erklärt: `bytearray` wird kompakter gespeichert, ist aber geringfügig langsamer (in CPython) weil dort immer der Zwischenschritt interne ”native” Zahl in Python `int` umsetzen, und umgekehrt, bei jedem Indexzugriff besteht. Ob das also das richtige für Deinen Emulator ist, hängt davon ab was Dir wichtiger ist, Speicherplatz oder Geschwindigkeit, beziehungsweise welche Python-Implementierung Du verwendest, weil PyPy bei `bytearray` natürlich mehr ”statische” Typinformationen hat als bei einer Liste in der zwar immer nur ganze Zahlen im Bereich 0 bis 255 gespeichert werden, aber jederzeit auch etwas völlig anderes kommen könnte und PyPy das zur Laufzeit natürlich zusätzlich prüfen muss.
Ja, ich habe deine Erklärung nicht vergessen. Auf weniger Speichernutztung muß ich IMHO nicht achten. Da ist alles im grünen Bereich...

Bin noch auf die Idee gekommen, mal array zu probieren, siehe: http://www.python-forum.de/viewtopic.ph ... 60#p264060
BlackJack hat geschrieben:Edit: Ich sehe nicht warum Python 3 mit dem Zusammenlegen von `int` und `long` zwingend langsamer sein muss. Grundsätzlich kann man doch intern genau das gleiche machen wie bei Python 2, also zwei Varianten von `int` implementieren beziegungsweise die bereits vorhandenen nutzen, nur diesmal ohne das nach aussen durch den Typ zu zeigen.
Die Überlegung war, das meine Speicher intern nur ints sind und die schneller sind als long...

Ich finde es schon komisch, warum Python 3 langsamer ist. Ich meine, war nicht immer auch ein "Pro Python 3" Argument, das es schneller ist?!?

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 11. September 2014, 10:04
von BlackJack
@jens: Python 3 ist bei den Benchmarks die für diese Aussage herangezogen werden schneller. Also bei einem Mix von verschiedenen Aufgaben. Konkret gibt es Sachen die schneller sind, und welche die langsamer sind. Solange der Unterschied nicht sehr stark ausfällt, wäre das für mich aber kein Grund das eine oder das andere zu bevorzugen. Python 3 ist nicht schneller als Python 2 in Grössenordnungen die tatsächlich relevant sind IMHO.

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 12. September 2014, 14:40
von funkheld
Hallo, guten Tag.

Dieser Clone vom Dragon macht mich als Neuling neugierig.
Was für ein Python und weitere Programme muss man installieren damit deine Demo läuft?

Danke.

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 12. September 2014, 15:07
von EyDu
Das Repository auf Github hat eine sehr ausührliche ReadMe, da ist alles drin erklärt :)

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Freitag 12. September 2014, 15:39
von jens
Jep, da sollte alles stehen.

Ist pure Python, man braucht keine externen Dinge, bis auf die ROM Dateien, die aber unter Linux automatisch mit einem shell Skript geholt werden können ;)

EDIT: z.B.:
# clone the repro:
~$ git clone https://github.com/jedie/DragonPy.git

# Alternative download as .zip: https://github.com/jedie/DragonPy/archive/master.zip

~$ cd DragonPy

# Download all ROM files:
~/DragonPy$ ./download_ROMs.sh

# Start Dragon 32
~/DragonPy$ python2 DragonPy_CLI.py --machine=Dragon32 run
-> https://github.com/jedie/DragonPy/#readme


Wenn es Probleme gibt, einfach hier melden ;)

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Sonntag 14. September 2014, 00:44
von jens
Ich hab nun den IRQ branch gemerged.

Nun ist es möglich die Geschwindigkeit zu drosseln. Über ein "config" Menü kann man Parameter dazu einstellen:

Bild


Von einem "realtime" timeing ist es allerdings noch weit weg. Das wird auch IMHO nie richtig funktionieren, denke ich mal...

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 25. September 2014, 12:10
von jens
v0.3.0 ist raus: https://pypi.python.org/pypi/DragonPyEmulator/0.3.0
Änderungen:
Change Display Queue to a simple Callback
Reimplement Multicomp 6809 and SBC09
Many code refactoring and cleanup

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Donnerstag 2. Oktober 2014, 23:44
von jens
DragonPy läuft auch in ReactOS:


Bild
1:1 -> http://www.jensdiemer.de/static/jensdie ... eactOS.png



Aber warum auch nicht?

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Montag 24. August 2015, 14:56
von jens
Auch hier mal ein Status-Update...

Wegen der Froscon hab ich noch im Vorfeld einige Änderungen vorgenommen:

Die Installation ist nun einfacher, gerade für Windows.
Denn die nötigen ROM Dateien werden nun per Python runtergeladen und entpackt.
Vorher waren es einfacher .sh scripte, die unter Windows natürlich nicht funktionierten ;)

Die Downloads werden nach wie vor per SHA Checksum geprüft.

Wie man es Installiert, siehe README:
Wer kann eigentlich mal das ganze unter MacOSX testen?!? Und eine Anleitung dazu einsenden?!?



Dann gibt es ja neu, die "starter GUI":
Bild


und aktuell ist der "Freeze" Bug behoben. Der trat hin und wieder auf, wenn man den "Speed Limit" also den Echtzeitmodus aktivierte...

Re: Emulator in Python...

Verfasst: Dienstag 25. August 2015, 12:54
von jens
jerch hat geschrieben:@jens:
Alles innerhalb Deiner self.get_and_call_next_op Methode ist "busy loop", d.h. jeder kleine Zusatzaufwand summiert sich auf. Und von da absteigend hast Du immernoch self.-Zugriffe drin, diese sind halt teurer als lokale. Was spricht dagegen, den äusseren Zustand per Parameter an den lokalen Namensraum mitzugeben (siehe memory-Übergabe im Bsp. oben)?

Bei Deiner Registerimplementation nutzt Du u.a. getter und setter-Methoden. Die sind deutlich teurer in CPython als der direkte lesende/schreibende Attributzugriff. Da die Registermanipulation die Hauptarbeit der CPU ist, wirkt sich das massiv aus.

Ich vermute, dass Du mit Umstellung auf lokale Namen und direkten Attributzugriff die Cyclerate der CPython-Version etwa verdoppelt könntest.
Ja, da hast du sicherlich recht. Es gibt noch einiges an Optimierungspotential.

Ich hab mal mit https://github.com/ymichael/cprofilev nachgesehen:
Alles Werte nach: 225213360 function calls (225053689 primitive calls) in 489.819 seconds:

Ordered by: cumulative time

Code: Alles auswählen

   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
12541/11961    0.052    0.000  487.153    0.041 /usr/lib/python3.4/tkinter/__init__.py:1485(__call__)
     8240    0.122    0.000  485.559    0.059 /home/jens/DragonPy_env/src/dragonpy/dragonpy/core/gui.py:241(cpu_interval)
     8240    0.073    0.000  485.027    0.059 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:404(run)
     8240    8.553    0.001  484.876    0.059 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:333(burst_run)
    12512    0.063    0.000  483.947    0.039 /usr/lib/python3.4/tkinter/__init__.py:533(callit)
  8255100   25.451    0.000  476.791    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:272(get_and_call_next_op)
8403598/8255100   20.331    0.000  371.806    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:288(call_instruction_func)
 15549487   66.446    0.000  149.411    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:535(read_pc_byte)
  2254891    7.468    0.000   54.801    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/instruction_call.py:537(relative_ea)
 16584767   33.130    0.000   50.417    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/MC6809_registers.py:37(increment)
   646331    2.206    0.000   42.781    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/instruction_call.py:136(direct_word_X_read16)
   668298    2.237    0.000   38.780    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/instruction_call.py:365(indexed_A_read8)
  1792270   11.384    0.000   36.726    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:592(get_ea_indexed)
  2254891    9.770    0.000   35.719    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:756(get_ea_relative)
   709969    3.198    0.000   29.866    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:1709(instruction_CMP16)
20645223/20638957   27.729    0.000   28.087    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/dragonpy/dragonpy/components/memory.py:191(read_byte)
 27069837   27.168    0.000   27.168    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/MC6809_registers.py:98(set_flag)
  1931097    6.406    0.000   26.688    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:561(get_ea_direct)
  1010482    4.428    0.000   26.634    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu6809.py:1517(instruction_LD8)
  1897318    5.883    0.000   25.682    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/MC6809_registers.py:293(update_NZ_8)
 26651989   25.038    0.000   25.038    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/MC6809_registers.py:31(get)
   355525    1.643    0.000   22.798    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/instruction_call.py:50(direct_ea_read8_write8)
   843845    4.508    0.000   22.251    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/MC6809_registers.py:329(update_NZVC_8)
 21038722   22.019    0.000   22.019    0.000 /home/jens/DragonPy_env/src/mc6809/MC6809/components/cpu_utils/MC6809_registers.py:81(set)
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