6

есть функция

int foo(int num) {
if(num)
    return 1;
else
    return 3;
}

мне понятен выхлоп без оптимизаций:

foo(int):
  pushq %rbp
  movq %rsp, %rbp
  movl %edi, -4(%rbp)
  cmpl $0, -4(%rbp)
  je .L2
  movl $1, %eax
  jmp .L3
.L2:
  movl $3, %eax
.L3:
  popq %rbp
  ret

но совершенно не понятно что происходит с O2:

foo(int):
  cmpl $1, %edi
  sbbl %eax, %eax
  andl $2, %eax
  addl $1, %eax
  ret

зачем вообще использовать SuBtract with Borrow... к тому же если заменить возвращаемое значение return 3 на return 2, то вообще как-то странно все отрабатывает

 foo(int):
  xorl %eax, %eax
  testl %edi, %edi
  sete %al
  addl $1, %eax
  ret

проясните немного что куда кладется при оптимизациях... а то что-то не могу въехать никак

2 ответа 2

7

Компилятор не обязан генерировать понятный и/или простой для понимания код. С другой стороны если провести все вычисления на бумажке для всех входов и выходов, то логика работы функции будет точно такая же:

foo(int):
  cmpl $1, %edi    # устанавливает CF, если %edi-1<0 т.е. если %edi==0
  sbbl %eax, %eax  # %eax = CF ? 0xFFFFFFFF : 0
  andl $2, %eax    # %eax &= 2 т.е. в зависимости от CF: %eax=={2|0}
  addl $1, %eax    # %eax += 1 т.е. %eax=={3|1}
  ret

Во втором случае всё проще, можно переписать в примерном псевдокоде Си:

 foo(int):
  xorl %eax, %eax   # int rv=0;
  testl %edi, %edi  # if(num==0)
  sete %al          #   rv = 1;
  addl $1, %eax     # rv++;
  ret               # return rv;

Идея этих оптимизаций в том чтобы избавиться от команд условного перехода, которые на современных (i586+) ЦП, если блок предсказаний не угадывает, вызывают сброс конвейера, а следовательно значительно замедляют вычисления.

2
  • хм, походу надо разобраться с основами мне... CF этот не ясен
    – xperious
    7 янв 2018 в 21:11
  • @xperious, CF — это Carry Flag. устанавливается если операция вызвала беззнаковое переполнение/антипереполнение. cmp a,b по сути устанавливает флаги в точности аналогично sub a,b, отличаясь только тем, что результирующий регистр не изменяется. т. е. если b<a (в синтаксисе at&t), то b-a вызывает беззнаковый underflow, который и устанавливает флаг CF.
    – Fat-Zer
    7 янв 2018 в 22:22
5

Если вы поэкспериментируете с разными константами в качестве возвращаемых значений в вашей функции

int foo(int num) 
{
  if(num)
    return A;
  else
    return B;
}

то можно заметить, что в общем случае в режиме -O2 компилятор в качестве оптимальной стратегии вычисления результата выбирает следующий подход

int foo(int edi) 
{
  int eax = edi ? 0 : 0xFFFFFFFF; 
  eax &= B - A;                   // `B - A` - константа
  return eax + A;
}

Комбинация

cmpl $1, %edi
sbbl %eax, %eax

это ни что иное, как эффективный способ вычислить значение оператора ?:. А дальнейший код тривиально соответствует вышенаписанному.

В случае же, когда возвращаемые константы отличаются не более чем на 1, компилятор выбирает другой подход - через sete.

2
  • хм, не знал что в eax можно класть что-то кроме возвращаемого значения
    – xperious
    7 янв 2018 в 21:13
  • 1
    @xperious: В смысле? Да, к моменту завершения функции в eax должно сформироваться возвращаемое значение. Вот именно оно в eax здесь и формируется. 7 янв 2018 в 23:18

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.