perf: zone CPU profiler (PerfLog) + phase-restructured CPU spectrum render

Инструментация (ВРЕМЕННАЯ, не мержить в main):
- PerfLog.pas: зонные таймеры, отчёт раз в 5с в stderr (core% = доля ядра),
  EWSDR_PERF=0 выкл, EWSDR_PERF_FILE=путь — дублировать в файл
- Замеры // PERF: сеть (DDC IQ/wideband), Pluto (rx_conv/tx_resamp/tx_fill),
  DSP (push_iq/fexchange/slices/tx), аудио, UI (тики/draw/paint/gl_swap,
  разбивка draw_spectrum по фазам)
- doc/PERF_PROFILING.md: карта зон, методика, выводы

Оптимизация CPU-рендера спектра (по результатам замеров на эфире):
диагноз — дорога не пиксельная работа, а чередование raw(ScanLine)/
canvas(QPainter) доступа к битмапу на Qt6 (~6 переходов за кадр, каждый
синкает весь битмап; полоса фильтра в тысячи пикселей стоила 4x дороже
полного memcpy кадра). DrawSpectrum перестроен в фазы calc->raw->canvas->raw
(2 перехода): FillBandRaw вместо Canvas.FillRect, DrawSliceFilterMarkers
разделён на raw-полосы + canvas-линии, композиты флагов и альфа-OR в
финальной raw-фазе. Кадр 8.3мс -> 6.1мс; spec_bands 1.87мс -> 0.03мс.
Альфа-OR проход на Qt6 подтверждён нужным (без него canvas-пиксели теряют
альфу и пропадают при блите), сам цикл ~0.08мс — оставлен; тумблер
EWSDR_ALPHA_FIX=0 только для экспериментов. Кисть перед AGC-подписями
теперь ставится явно (была остаточной после перестройки фаз).

Co-Authored-By: Claude Fable 5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
2026-07-02 22:07:36 +03:00
co-authored by Claude Fable 5
parent b2fa2756cf
commit 0b4d126dac
12 changed files with 692 additions and 83 deletions
+198 -75
View File
@@ -21,7 +21,8 @@ uses
Classes, SysUtils, Graphics, ExtCtrls, Controls, Math,
AppTheme,
AlertOverlay, SampleRateOverlay, VfoOverlay, BandPlanOverlay,
WaterfallView, SMeterView, RulerView;
WaterfallView, SMeterView, RulerView,
PerfLog; // ВРЕМЕННО (perf/cpu-profiling): зонные CPU-таймеры
const
SV_CLR_BG = TColor($00101010);
@@ -109,10 +110,15 @@ type
procedure SetFillSpectrum(V: Boolean);
procedure DrawSpectrumGradient(const SpPts: array of TPoint; W, H: Integer);
procedure DrawMarkerLine(C: TCanvas; W, H: Integer);
procedure DrawSliceFilterMarkers(C: TCanvas; W, H: Integer);
// Слайс-маркеры разделены на raw-часть (полосы, ScanLine) и canvas-часть
// (линии/буквы): DrawSpectrum группирует raw- и canvas-операции, чтобы
// не гонять Qt6-битмап между режимами доступа (дорогая синхронизация).
procedure DrawSliceFilterBands(W, H: Integer);
procedure DrawSliceFilterLines(C: TCanvas; W, H: Integer);
procedure DrawBandLetter(C: TCanvas; X1, X2: Integer; L: Char; Clr: TColor);
procedure DrawBeaconMarkers(C: TCanvas; W, H: Integer);
procedure BlendBand(X1, X2, H: Integer; R, G, B, Alpha: Byte);
procedure FillBandRaw(X1, X2, H: Integer; Color: TColor);
procedure CopyGridToSpectrum(W, H: Integer);
procedure DrawADCOverloadOverlay(C: TCanvas; W, H: Integer);
procedure CalcFilterBandX(VfoFreq: Double; W: Integer;
@@ -267,6 +273,11 @@ type
implementation
var
// ВРЕМЕННО (perf/cpu-profiling): EWSDR_ALPHA_FIX=0 → пропустить альфа-OR
// проход в DrawSpectrum (проверка, нужен ли он на Qt6).
GSkipAlphaFix: Boolean = False;
// ════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// Вспомогательные функции
// ════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
@@ -618,13 +629,53 @@ begin
end;
end;
// Непрозрачная вертикальная полоса через raw-доступ (ScanLine) — замена
// Canvas.FillRect для полосы фильтра в DrawSpectrum: полоса рисуется в
// raw-фазе (между memcpy сетки и градиентом), а FillRect дёргал бы Canvas
// и форсил лишнюю синхронизацию битмапа на Qt6.
procedure TSpectrumView.FillBandRaw(X1, X2, H: Integer; Color: TColor);
var
Y, W: Integer;
Row: PLongWord;
Px: LongWord;
R, G, B: Byte;
begin
if FSpectrumBitmap = nil then Exit;
W := FSpectrumBitmap.Width;
if X1 < 0 then X1 := 0;
if X2 > W then X2 := W;
if X2 <= X1 then Exit;
R := Color and $FF; G := (Color shr 8) and $FF; B := (Color shr 16) and $FF;
{$IFDEF DARWIN}
// ARGB в памяти (см. BlendBand): байт 0 = альфа, дальше R,G,B.
Px := LongWord($FF) or (LongWord(R) shl 8) or (LongWord(G) shl 16) or
(LongWord(B) shl 24);
{$ELSE}
// BGRA в памяти: байты B,G,R,A.
Px := LongWord(B) or (LongWord(G) shl 8) or (LongWord(R) shl 16) or $FF000000;
{$ENDIF}
FSpectrumBitmap.BeginUpdate(False);
try
for Y := 0 to H - 1 do
begin
Row := PLongWord(FSpectrumBitmap.ScanLine[Y]);
if Row = nil then Continue;
Inc(Row, X1);
FillDWord(Row^, X2 - X1, Px);
end;
finally
FSpectrumBitmap.EndUpdate(False);
end;
end;
// Маркер фильтра каждого слайса (B+) на спектре — полупрозрачная полоса
// пропускания + края + центральная несущая. Янтарный цвет, как в GL-вьюхе
// (SpectrumViewOpengl.DrawSliceFilterMarkers). Рисуется под кривой спектра.
procedure TSpectrumView.DrawSliceFilterMarkers(C: TCanvas; W, H: Integer);
// (SpectrumViewOpengl.DrawSliceFilterMarkers). Полосы (raw ScanLine-блендинг)
// и линии/буквы (canvas) разнесены по разным процедурам — их зовут из разных
// фаз DrawSpectrum, чтобы не чередовать режимы доступа к битмапу.
procedure TSpectrumView.DrawSliceFilterBands(W, H: Integer);
const
SLICE_R = $F0; SLICE_G = $A8; SLICE_B = $10; // янтарный (совпадает с SLICE_CLR в GL)
SLICE_CLR = TColor($0010A8F0);
var
i, SX1, SX2, SVfoX: Integer;
O: TVfoOverlay;
@@ -635,6 +686,21 @@ begin
if (O = nil) or (not O.Visible) then Continue;
CalcFilterBandXFor(O.DisplayVfoHz, O.DisplayMode, O.DisplayBW, W, SX1, SX2, SVfoX);
if SX2 > SX1 then BlendBand(SX1, SX2, H, SLICE_R, SLICE_G, SLICE_B, 60);
end;
end;
procedure TSpectrumView.DrawSliceFilterLines(C: TCanvas; W, H: Integer);
const
SLICE_CLR = TColor($0010A8F0);
var
i, SX1, SX2, SVfoX: Integer;
O: TVfoOverlay;
begin
for i := 0 to FSliceOverlays.Count - 1 do
begin
O := TVfoOverlay(FSliceOverlays[i]);
if (O = nil) or (not O.Visible) then Continue;
CalcFilterBandXFor(O.DisplayVfoHz, O.DisplayMode, O.DisplayBW, W, SX1, SX2, SVfoX);
C.Pen.Color := SLICE_CLR; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psSolid;
C.MoveTo(SX1, 0); C.LineTo(SX1, H);
C.MoveTo(SX2, 0); C.LineTo(SX2, H);
@@ -901,8 +967,11 @@ var
LabelBandW, SrcCount: Integer;
GridFreqS, GridLine, pixPerStep: Double;
N, gridMult: Integer;
PerfT0, PerfTz: Int64; // PERF
begin
if FSpectrumBitmap = nil then Exit;
PerfT0 := PerfNow; // PERF
PerfTz := PerfT0; // PERF
W := FSpectrumBitmap.Width; H := FSpectrumBitmap.Height;
if (W <= 0) or (H <= 0) then Exit;
C := FSpectrumBitmap.Canvas;
@@ -978,68 +1047,27 @@ begin
end;
end;
end;
CopyGridToSpectrum(W, H);
PerfAdd(pzUiSpecGrid, PerfTz); // PERF: ребилд кэша сетки (обычно 0)
PerfTz := PerfNow; // PERF
// ── 2. Полоса фильтра ─────────────────────────────────────────────────────
// ═══ Фаза 0: чистые вычисления — битмап не трогаем ═══════════════════════
// Дальше битмап обрабатывается тремя непрерывными фазами: raw (ScanLine) →
// canvas (QPainter) → raw. Чередование режимов доступа на Qt6 форсит
// дорогую синхронизацию всего битмапа на каждом переходе (замерено: полоса
// фильтра в пару тысяч пикселей стоила 4× дороже полного memcpy кадра),
// поэтому порядок операций здесь важнее «логичной» группировки по смыслу.
// Полоса фильтра (X-координаты главного и TX-VFO)
if FActiveVfo = 0 then CalcFilterBandX(FVfoA, W, X1, X2, VfoX)
else CalcFilterBandX(FVfoB, W, X1, X2, VfoX);
if FTXOverlay then
TXX1 := 0; TXX2 := 0; TXVfoX := 0;
if FTXOverlay and (FTXVfoIndex <> FActiveVfo) then
begin
if FTXVfoIndex <> FActiveVfo then
begin
if X2 > X1 then BlendBand(X1, X2, H, $30, $C0, $30, 100);
if FTXVfoIndex = 0 then CalcFilterBandX(FVfoA, W, TXX1, TXX2, TXVfoX)
else CalcFilterBandX(FVfoB, W, TXX1, TXX2, TXVfoX);
if TXX2 > TXX1 then BlendBand(TXX1, TXX2, H, $E0, $30, $30, 100);
end else
if X2 > X1 then BlendBand(X1, X2, H, $E0, $30, $30, 100);
end else
begin
C.Brush.Color := FTheme.SpecFilter; C.Brush.Style := bsSolid; C.Pen.Style := psClear;
if X2 > X1 then C.FillRect(Rect(X1, 0, X2, H));
C.Pen.Style := psSolid;
if FTXVfoIndex = 0 then CalcFilterBandX(FVfoA, W, TXX1, TXX2, TXVfoX)
else CalcFilterBandX(FVfoB, W, TXX1, TXX2, TXVfoX);
end;
// Буква главного флага (A) на его полосе — только когда есть слайсы,
// иначе одиночный приём не засоряем.
if (FSliceOverlays <> nil) and (FSliceOverlays.Count > 0) and
(FActiveVfo = 0) and Assigned(FVfoOverlay) then
DrawBandLetter(C, X1, X2, FVfoOverlay.SliceLetter, SliceColor(FVfoOverlay.SliceLetter));
// Полосы фильтра слайсов (B+) — под кривой спектра, как в GL-вьюхе.
DrawSliceFilterMarkers(C, W, H);
// ── 3. AGC линии ──────────────────────────────────────────────────────────
if FWDSPReady then
begin
AGCy := Round((DBmax - FAGCThresh) * InvRange * H);
if (AGCy >= 0) and (AGCy < H) then
begin
C.Pen.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psDash;
C.MoveTo(0, AGCy); C.LineTo(W, AGCy);
C.Pen.Style := psSolid; C.Font.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Font.Size := 6;
C.TextOut(4, AGCy - 9, 'AGC T');
end;
AGCHangY := Round((DBmax - FAGCHangLevel) * InvRange * H);
if (AGCHangY >= 0) and (AGCHangY < H) and (Abs(AGCHangY - AGCy) > 4) then
begin
C.Pen.Color := FTheme.SpecAgcHangColor; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psDot;
C.MoveTo(0, AGCHangY); C.LineTo(W, AGCHangY);
C.Pen.Style := psSolid; C.Font.Color := FTheme.SpecAgcHangColor; C.Font.Size := 6;
C.TextOut(4, AGCHangY + 2, 'AGC H');
end;
end else begin
AGCy := Round((DBmax - (-FAGCTop)) * InvRange * H);
if (AGCy >= 0) and (AGCy < H) then
begin
C.Pen.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psDash;
C.MoveTo(0, AGCy); C.LineTo(W, AGCy);
C.Pen.Style := psSolid; C.Font.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Font.Size := 6;
C.TextOut(4, AGCy - 9, Format('AGC -%ddB', [FAGCTop]));
end;
end;
// ── 4. Кривая спектра ─────────────────────────────────────────────────────
// Точки кривой спектра
if FSpPtsLen <> W + 2 then
begin SetLength(FSpPts, W + 2); FSpPtsLen := W + 2; end;
SrcCount := EnsureRange(FSpectrumBufCount, 2, 1024);
@@ -1073,18 +1101,86 @@ begin
end;
FSpPts[W] := Point(W-1, H); FSpPts[W+1] := Point(0, H);
// ── 5. Градиент (заливка под кривой) ──────────────────────────────────────
if FFillSpectrum then
PerfAdd(pzUiSpecCurve, PerfTz); // PERF: расчёт точек кривой
PerfTz := PerfNow; // PERF
// ═══ Фаза 1: raw (ScanLine) — сетка, полосы, градиент ════════════════════
CopyGridToSpectrum(W, H);
PerfAdd(pzUiSpecGrid, PerfTz); // PERF: += полный memcpy сетки в битмап
PerfTz := PerfNow; // PERF
if FTXOverlay then
begin
C.Brush.Style := bsSolid; C.Pen.Style := psClear;
if FTXVfoIndex <> FActiveVfo then
begin
if X2 > X1 then BlendBand(X1, X2, H, $30, $C0, $30, 100);
if TXX2 > TXX1 then BlendBand(TXX1, TXX2, H, $E0, $30, $30, 100);
end else
if X2 > X1 then BlendBand(X1, X2, H, $E0, $30, $30, 100);
end else
if X2 > X1 then FillBandRaw(X1, X2, H, FTheme.SpecFilter);
// Полосы фильтра слайсов (B+) — под градиентом/кривой, как в GL-вьюхе.
DrawSliceFilterBands(W, H);
PerfAdd(pzUiSpecBands, PerfTz); // PERF: полосы фильтра (raw-заливки)
PerfTz := PerfNow; // PERF
// Градиент (заливка под кривой)
if FFillSpectrum then
DrawSpectrumGradient(FSpPts, W, H);
PerfAdd(pzUiSpecCurve, PerfTz); // PERF: += градиент под кривой
PerfTz := PerfNow; // PERF
// ═══ Фаза 2: canvas (QPainter) — линии, текст, кривая, маркеры ═══════════
// Буква главного флага (A) на его полосе — только когда есть слайсы,
// иначе одиночный приём не засоряем.
if (FSliceOverlays <> nil) and (FSliceOverlays.Count > 0) and
(FActiveVfo = 0) and Assigned(FVfoOverlay) then
DrawBandLetter(C, X1, X2, FVfoOverlay.SliceLetter, SliceColor(FVfoOverlay.SliceLetter));
// Края/несущие/буквы слайсов (raw-полосы уже нарисованы в фазе 1).
DrawSliceFilterLines(C, W, H);
// AGC линии. Кисть выставляем явно: TextOut подписей рисует фон кистью, и
// до перестройки фаз здесь всегда была bsSolid/SpecFilter (от FillRect
// полосы) — сохраняем тот же вид, не полагаясь на остаточное состояние.
C.Brush.Color := FTheme.SpecFilter; C.Brush.Style := bsSolid;
if FWDSPReady then
begin
AGCy := Round((DBmax - FAGCThresh) * InvRange * H);
if (AGCy >= 0) and (AGCy < H) then
begin
C.Pen.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psDash;
C.MoveTo(0, AGCy); C.LineTo(W, AGCy);
C.Pen.Style := psSolid; C.Font.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Font.Size := 6;
C.TextOut(4, AGCy - 9, 'AGC T');
end;
AGCHangY := Round((DBmax - FAGCHangLevel) * InvRange * H);
if (AGCHangY >= 0) and (AGCHangY < H) and (Abs(AGCHangY - AGCy) > 4) then
begin
C.Pen.Color := FTheme.SpecAgcHangColor; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psDot;
C.MoveTo(0, AGCHangY); C.LineTo(W, AGCHangY);
C.Pen.Style := psSolid; C.Font.Color := FTheme.SpecAgcHangColor; C.Font.Size := 6;
C.TextOut(4, AGCHangY + 2, 'AGC H');
end;
end else begin
AGCy := Round((DBmax - (-FAGCTop)) * InvRange * H);
if (AGCy >= 0) and (AGCy < H) then
begin
C.Pen.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psDash;
C.MoveTo(0, AGCy); C.LineTo(W, AGCy);
C.Pen.Style := psSolid; C.Font.Color := FTheme.SpecAgcColor; C.Font.Size := 6;
C.TextOut(4, AGCy - 9, Format('AGC -%ddB', [FAGCTop]));
end;
end;
// ── 6. Линия спектра ──────────────────────────────────────────────────────
// Линия спектра
C.Pen.Style := psSolid; C.Pen.Color := FTheme.SpecLine; C.Pen.Width := 1;
C.Polyline(Slice(FSpPts, W));
// ── 7. Края фильтра + VFO ─────────────────────────────────────────────────
// Края фильтра + VFO
C.Pen.Color := FTheme.SpecFilterEdge; C.Pen.Width := 1; C.Pen.Style := psSolid;
C.MoveTo(X1, 0); C.LineTo(X1, H);
C.MoveTo(X2, 0); C.LineTo(X2, H);
@@ -1106,6 +1202,11 @@ begin
if FMarkerActive then DrawMarkerLine(C, W, H);
if FBeaconMarkActive or FBeaconDecActive then DrawBeaconMarkers(C, W, H);
DrawADCOverloadOverlay(C, W, H);
PerfAdd(pzUiSpecOverlays, PerfTz); // PERF: canvas-фаза (линии/текст/кривая)
PerfTz := PerfNow; // PERF
// ═══ Фаза 3: raw — композиты оверлеев + альфа-проход ═════════════════════
// Бэндплан QO-100 — полоска внизу спектра (над ruler), под панелями оверлеев.
if Assigned(FBandPlanOverlay) then
FBandPlanOverlay.DrawOverlay(FSpectrumBitmap, W, H);
@@ -1121,20 +1222,29 @@ begin
// (Canvas-операции сохраняют альфу $FF), поэтому там его не делаем.
// На Qt6/win32 бэкенд другой и сглаженные края могут занулять альфу —
// оставляем быстрый dword-OR до проверки на этих платформах.
// ВРЕМЕННО (perf/cpu-profiling): EWSDR_ALPHA_FIX=0 пропускает проход —
// для визуальной проверки, нужен ли он на Qt6 вообще (подозрение: нет,
// SourceOver поверх непрозрачного фона альфу не занижает). Если артефактов
// не будет — проход можно удалить совсем.
{$IFNDEF DARWIN}
FSpectrumBitmap.BeginUpdate(False);
for i := 0 to H - 1 do
if not GSkipAlphaFix then
begin
RowLW := PLongWord(FSpectrumBitmap.ScanLine[i]);
if RowLW = nil then Continue;
for Yp := 0 to W - 1 do
FSpectrumBitmap.BeginUpdate(False);
for i := 0 to H - 1 do
begin
RowLW^ := RowLW^ or $FF000000; // BGRA: альфа в байте 3
Inc(RowLW);
RowLW := PLongWord(FSpectrumBitmap.ScanLine[i]);
if RowLW = nil then Continue;
for Yp := 0 to W - 1 do
begin
RowLW^ := RowLW^ or $FF000000; // BGRA: альфа в байте 3
Inc(RowLW);
end;
end;
FSpectrumBitmap.EndUpdate(False);
end;
FSpectrumBitmap.EndUpdate(False);
{$ENDIF}
PerfAdd(pzUiSpecAlpha, PerfTz); // PERF: композиты флагов + альфа-OR проход
PerfAdd(pzUiDrawSpectrum, PerfT0); // PERF: CPU-рендер кадра спектра
end;
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
@@ -1142,8 +1252,11 @@ end;
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
procedure TSpectrumView.DrawWaterfall;
var T0: Int64; // PERF
begin
T0 := PerfNow; // PERF
FWaterfall.DrawWaterfall;
PerfAdd(pzUiDrawWaterfall, T0); // PERF: CPU-рендер строк водопада
end;
procedure TSpectrumView.DrawRuler;
@@ -1156,15 +1269,22 @@ end;
// ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
procedure TSpectrumView.PaintSpectrum(Sender: TObject);
var PB: TPaintBox;
var
PB: TPaintBox;
T0: Int64; // PERF
begin
T0 := PerfNow; // PERF
PB := TPaintBox(Sender);
PB.Canvas.Draw(0, 0, FSpectrumBitmap);
PerfAdd(pzUiPaintSpectrum, T0); // PERF: блит битмапа спектра (Qt6 canvas)
end;
procedure TSpectrumView.PaintWaterfall(Sender: TObject);
var T0: Int64; // PERF
begin
T0 := PerfNow; // PERF
FWaterfall.PaintWaterfall(Sender);
PerfAdd(pzUiPaintWaterfall, T0); // PERF: блит битмапа водопада (Qt6 canvas)
end;
procedure TSpectrumView.PaintRuler(Sender: TObject);
@@ -1177,4 +1297,7 @@ begin
FSMeter.PaintSMeterRight(Sender);
end;
initialization
GSkipAlphaFix := GetEnvironmentVariable('EWSDR_ALPHA_FIX') = '0';
end.