どんな最適化やねん(4)

VC++の最適化ってどないやねん(2)

再びabs関数の速度比較に戻ります．前回(http://d.hatena.ne.jp/Ozy/20071111#p1)のコメント欄に書いたことのまとめですが，if文で分岐させたabs1とビット演算を使ったabs2は最適化によってかなりの速度差になることがわかりました．で，その時ふと思ったわけです．「標準関数のabsってどんなもんかな」と．

そんなわけで、abs1とabs2の速い方、つまりabs2と標準関数のabsを比較してみました．

テストコードは以下のような感じです．

• test.c(の一部)

    for(i=0;i<ARRAY_SIZE;++i)
    {
      K=abs(a[i]); // or K=abs2(a[i]);
    }

Kはグローバル変数で，このように書いておいて最適化時にコードが丸々消されるのを防ぎます．コイツを/O2オプションでコンパイルしてやります．

• abs2

; 52   :       K=abs2(a[i]);

  00070	8b 0a		 mov	 ecx, DWORD PTR [edx]
  00072	8b c1		 mov	 eax, ecx
  00074	c1 f8 1f	 sar	 eax, 31			; 0000001fH
  00077	8b e8		 mov	 ebp, eax
  00079	33 e9		 xor	 ebp, ecx
  0007b	2b e8		 sub	 ebp, eax
  0007d	83 c2 14	 add	 edx, 20			; 00000014H
  00080	83 ee 01	 sub	 esi, 1
  00083	89 2d 00 00 00
	00		 mov	 DWORD PTR _K, ebp
  00089	75 e5		 jne	 SHORT $LL3@main

• abs

; 52   :       K=abs(a[i]);

  00077	8b 01		 mov	 eax, DWORD PTR [ecx]
  00079	99		 cdq
  0007a	33 c2		 xor	 eax, edx
  0007c	2b c2		 sub	 eax, edx
  0007e	83 c1 14	 add	 ecx, 20			; 00000014H
  00081	83 ee 01	 sub	 esi, 1
  00084	a3 00 00 00 00	 mov	 DWORD PTR _K, eax
  00089	75 ec		 jne	 SHORT $LL3@main

標準関数を使った場合，abs2を最適化したものに良く似ていますが，シフトは行わずにcdq命令を使ってedxレジスタを正→0，負→-1みたいなかんじでセットするわけですね．

へるみさんによれば，

μOPレベルでは同じものになりますが，cdqの方がコード長が短いので速くなることがあります(CPU依存)．

私の手元にあるCPUだとすべて速くなったので，CPU依存とはいえ結構いろんなCPUで速くなりそうですね．それから，GCC 4.xではどないかなーと思ってたところ，（これもへるみさんのコメント）

ちなみにgcc4.2.2ではabs(), abs1(), abs2()どれを使っても同一のコードが生成されました．
addl $1, %ecx
sarl $31, %edx
xorl %edx, %eax
subl %edx, %eax

だそうです(゜□゜)
私もMinGWに付いてたgcc4.1.2で試したのですが，ちょっと違うコードでした．早いトコcygwinの標準gccが4.xになってくれれば楽に試せるのですが…(自前ビルドは相変わらず失敗しています^^;)

何気なく調べたら，結構奥深いですね．こういう話題はちょっと避け気味でやったきたのですが，ショートコーディングでもバイナリ埋め込みとか出てきましたし，ちゃんと追求しないといけませんね…．