LLVM のドキュメントと IR のドキュメントを読み始めています。
一般的なアーキテクチャでは、asmcmp命令の「結果」の値は、少なくとも 3 ビットの長さです。たとえば、最初のビットが SIGN フラグ、2 番目のビットが CARRY フラグ、3 番目のビットが ZERO フラグであるとします。
質問1）
IR icmp 命令の結果の値が i1 しかないのはなぜですか? (フラグは 1 つだけ選択できます)
IR が定義しないのはなぜicmp2ですか? SIGN、CARRY、および ZERO フラグを持つ i3 を返す命令と呼びましょう。
この i3 値は、次のような switch 命令または特定の br2 命令で処理できます。
%result = cmp2 i32 %a, i32 %b
br2 i3 %result onzero label %EQUAL, onsign label %A_LT_B
#here %a GT %b
質問2）
これは理にかなっていますか？このbr2指示は、新しい最適化の作成に役立ちますか? つまり、すべての jmp を削除しますか? それは必要ですか、それともパフォーマンスの向上は無視できますか?
私がこれを尋ねている理由は、LLVM の専門家ではないことに加えて、最初のテストで、比較を 2 回行うことを避け、asm を使用してすべての分岐を回避するために、LLVM によって何らかの最適化が行われることを期待していたからです。条件付き移動命令。
私のテスト:
私はこれをclang-LLVMでコンパイルしました：
#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>
typedef int32_t i32;
i32 compare (i32 a, i32 b){
// return (a - b) & 1;
if (a>b) return 1;
if (a<b) return -1;
return 0;
}
int main(int argc, char** args){
i32 n,i;
i32 a,b,avg;
srand(0); //fixed seed
for (i=0;i<500;i++){
for (n=0;n<1e6;n++){
a=rand();
b=rand();
avg+=compare(a,b);
}
}
return avg;
}
出力 asm は: ...
mov r15d, -1
...
.LBB1_2: # Parent Loop BB1_1 Depth=1
# => This Inner Loop Header: Depth=2
call rand
mov r12d, eax
call rand
mov ecx, 1
cmp r12d, eax
jg .LBB1_4
# BB#3: # in Loop: Header=BB1_2 Depth=2
mov ecx, 0
cmovl ecx, r15d
.LBB1_4: # %compare.exit
# in Loop: Header=BB1_2 Depth=2
add ebx, ecx
...
私は期待していました（内側のループですべてのjmpが削除されました）：
mov r15d, -1
mov r13d, 1 # HAND CODED
call rand
mov r12d, eax
call rand
xor ecx,ecx # HAND CODED
cmp r12d, eax
cmovl ecx, r15d # HAND CODED
cmovg ecx, r13d # HAND CODED
add ebx, ecx
パフォーマンスの差 (1 秒) は無視できるようです (VirtualBox の VM 上):
- LLVM 生成 asm: 12.53 秒
- ハンコーディングされた asm: 11.53 秒
- 差分: 1 秒、5 億回の反復で
質問 3)
パフォーマンス測定値は正しいですか? makefile と完全な hancoded.compare.s は次のとおりです。
メイクファイル:
CC=clang -mllvm --x86-asm-syntax=intel
all:
$(CC) -S -O3 compare.c
$(CC) compare.s -o compare.test
$(CC) handcoded.compare.s -o handcoded.compare.test
echo `time ./compare.test`
echo `time ./handcoded.compare.test`
echo `time ./compare.test`
echo `time ./handcoded.compare.test`
ハンドコーディング (固定) asm:
.text
.file "handcoded.compare.c"
.globl compare
.align 16, 0x90
.type compare,@function
compare: # @compare
.cfi_startproc
# BB#0:
mov eax, 1
cmp edi, esi
jg .LBB0_2
# BB#1:
xor ecx, ecx
cmp edi, esi
mov eax, -1
cmovge eax, ecx
.LBB0_2:
ret
.Ltmp0:
.size compare, .Ltmp0-compare
.cfi_endproc
.globl main
.align 16, 0x90
.type main,@function
main: # @main
.cfi_startproc
# BB#0:
push rbp
.Ltmp1:
.cfi_def_cfa_offset 16
push r15
.Ltmp2:
.cfi_def_cfa_offset 24
push r14
.Ltmp3:
.cfi_def_cfa_offset 32
push r12
.Ltmp4:
.cfi_def_cfa_offset 40
push rbx
.Ltmp5:
.cfi_def_cfa_offset 48
.Ltmp6:
.cfi_offset rbx, -48
.Ltmp7:
.cfi_offset r12, -40
.Ltmp8:
.cfi_offset r14, -32
.Ltmp9:
.cfi_offset r15, -24
.Ltmp10:
.cfi_offset rbp, -16
xor r14d, r14d
xor edi, edi
call srand
mov r15d, -1
mov r13d, 1 # HAND CODED
# implicit-def: EBX
.align 16, 0x90
.LBB1_1: # %.preheader
# =>This Loop Header: Depth=1
# Child Loop BB1_2 Depth 2
mov ebp, 1000000
.align 16, 0x90
.LBB1_2: # Parent Loop BB1_1 Depth=1
# => This Inner Loop Header: Depth=2
call rand
mov r12d, eax
call rand
xor ecx,ecx #hand coded
cmp r12d, eax
cmovl ecx, r15d #hand coded
cmovg ecx, r13d #hand coded
add ebx, ecx
.LBB1_3:
dec ebp
jne .LBB1_2
# BB#5: # in Loop: Header=BB1_1 Depth=1
inc r14d
cmp r14d, 500
jne .LBB1_1
# BB#6:
mov eax, ebx
pop rbx
pop r12
pop r14
pop r15
pop rbp
ret
.Ltmp11:
.size main, .Ltmp11-main
.cfi_endproc
.ident "Debian clang version 3.5.0-1~exp1 (trunk) (based on LLVM 3.5.0)"
.section ".note.GNU-stack","",@progbits