LLVM auf x86
LLVM (bzw. Clang) und GCC gleichen sich dahingehend, dass man optimierten Code vergleichen sollte, da sich aus unoptimiertem bezüglich des untersuchten Themas keine Aussagen ableiten lassen. Sie unterscheiden sich allerdings im Ergebnis: Während bei GCC noch die "normale" Variante in Maschinencode transformiert wurde, der kürzer war als der der branchless Variante ist dieser Unterschied bei Clang nicht mehr gegeben: für beide Varianten wird exakt der gleiche Code erzeugt:
max: # @max
.cfi_startproc
# %bb.0:
cmpl %esi, %edi
cmovgel %edi, %esi
movl %esi, %eax
retq
max1: # @max1
.cfi_startproc
# %bb.0:
cmpl %esi, %edi
cmovgel %edi, %esi
movl %esi, %eax
retq
Mit diesem Ergebnis war ich natürlich sehr gespannt auf das für das nicht-triviale Beispiel - hier zunächst die "normale Variante":
toUpper: # @toUpper
.cfi_startproc
# %bb.0:
movb (%rdi), %al
testb %al, %al
je .LBB2_5
# %bb.1:
addq $1, %rdi
.p2align 4, 0x90
.LBB2_2: # =>This Inner Loop Header: Depth=1
movl %eax, %ecx
addb $-97, %cl
cmpb $25, %cl
ja .LBB2_4
# %bb.3: # in Loop: Header=BB2_2 Depth=1
addb $-32, %al
movb %al, -1(%rdi)
.LBB2_4: # in Loop: Header=BB2_2 Depth=1
movzbl (%rdi), %eax
addq $1, %rdi
testb %al, %al
jne .LBB2_2
.LBB2_5:
retq
Und zum Vergleich die branchless-Variante:
toUpper1: # @toUpper1
.cfi_startproc
# %bb.0:
movb (%rdi), %al
testb %al, %al
je .LBB3_3
# %bb.1:
addq $1, %rdi
.p2align 4, 0x90
.LBB3_2: # =>This Inner Loop Header: Depth=1
movl %eax, %ecx
addb $-97, %cl
cmpb $26, %cl
setb %cl
shlb $5, %cl
subb %cl, %al
movb %al, -1(%rdi)
movzbl (%rdi), %eax
addq $1, %rdi
testb %al, %al
jne .LBB3_2
.LBB3_3:
retq
Hier erkennt man deutliche Unterschiede - wie bei GCC ist es so, dass der Code der branchless-Variante nicht nur weniger bedingte Sprünge enthält, sondern auch an sich kompakter ist, was auch hier auf deutliche Performance-Vorteile der branchless-Variante schließen lässt. Interessant ist der Fakt, dass der durch Clang erzeugte Code von der Anzahl der Maschinenbefehle her etwas länger als der von GCC erzeugte ist.
Vor 5 Jahren hier im Blog
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11.06.2021
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