最適化オプション"エイリアスを使わないと仮定する"の意味を熟考すべし
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VC++には(それ以外のコンパイラにもきっと)、"エイリアスを使わないと仮定する"(/Ow,/Oa)という最適化オプションが用意されています。
このオプションは、"サイズ優先"とか"実行速度優先"という最適化にしても有効にはならず、明示的に有効にしないといけないものなので、恩恵に預かっているケースは少ないと思います。
まずリスト1に例を挙げます。上段がC++のソースコード。下段がコンパイラが出力したアセンブラコードです。
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List1
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void MemClear(int *pSize,char *pBuffer)
{
for(int i=0; i<*pSize; i++ ){
pBuffer[i] = 0;
}
}
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void MemClear(int *pSize,char *pBuffer)
{
mov ecx, pSize
xor eax, eax
cmp DWORD PTR [ecx], eax
jle SHORT LABEL2
LABEL1 // ループ戻り先(このラベルは次のmovの下でいい気がする…)
mov edx,pBuffer // クリアするバッファを取得
and BYTE PTR [eax+edx],0 // 1バイトクリア
inc eax // カウンタをインクリメント
cmp eax, DWORD PTR [ecx] // クリアサイズとカウンタを比較して
jl SHORT LABEL1 // まだ途中ならLABEL1に戻って繰り返す
LABEL2
ret
}
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このコードは一見してわかるように、指定された領域のメモリをクリアする関数です。
出力されたコードをみると、コンパイラはとても素直に最適化されていないコードを吐き出していることがわかります。
今回の最適化オプションは、このような繰り返し処理を効率良いコードにする為の物です。リスト2。
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List2
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// "エイリアスを使わないと仮定する"を有効
#pragma optimize ( "a", on )
void MemClear(int *pSize,char *pBuffer)
{
for(int i=0; i<*pSize; i++ ){
pBuffer[i] = 0;
}
}
#pragma optimize ( "", on ) // 元に戻す
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void MemClear(int *pSize,char *pBuffer)
{
mov eax, pSize
mov ecx, DWORD PTR [eax]
test ecx, ecx
jle SHORT LABEL1
mov edx, ecx
push edi
mov edi, pBuffer
xor eax, eax
shr ecx, 2 // クリアサイズ(の1/4。32BITで処理する為)
rep stosd // 一気にクリア
mov ecx, edx
and ecx, 3 // クリアサイズ(の4で割った余り)
rep stosb // 一気にクリア
pop edi
LABEL1
ret
}
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リスト1と比べると、繰り返し処理(条件分岐)も無くなっており、見るからに早そうです。
本ネタで重要だと思うのは以下になります。
なぜ、リスト1はリスト2のように最適化されないかというと、
コンパイラは、繰り返しの条件であるクリアサイズ(*pSize)が、pBufferの示すバッファに値を書き込むことで、書き換えられてしまうかもしれない。
と考えるからです。
リスト2は、"エイリアスを使わないと仮定する"としているので、コンパイラは、pSizeとpBufferの領域がダブることはない。という前提があるので最適化されたコードを出力出来ます。
ここまでの説明だと、"エイリアスを使わないと仮定する"を常に有効にすることで、何も考えずに今以上に最適化されるのではないか。と思ってしまうかもしれませんが、それは危険です。
むやみやたらに最適化させると、ソースコード的には正しいけれど、その通りに動いてくれないコードが出力される可能性があります。
僕の個人的意見では、"エイリアスを使わないと仮定する"は無効にしたまま、ソースコード上で最適化される書き方をするという手段が吉だと思います。
例えばリスト3のようにします。
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List3
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ソース
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void MemClear(int *pSize,char *pBuffer)
{
int nSize = *pSize; // サイズをローカル変数にコピー
for(int i=0; i<nSize; i++ ){
pBuffer[i] = 0;
}
}
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最初にクリアサイズ(*pSize)をローカル変数にコピーして、そのローカル変数がforを抜ける条件であると書くことで、
pBufferへの書き込みによってループ条件が変わることはないので、コンパイラは最適化されたコードを出力できます。
以上のことから、自分の個人的意見を言わせてもらうと、
"エイリアスを使わないと仮定する"最適化オプションは使わないほうが吉。
使うことで最適化されるケースがあるのであれば、コードの書き方を工夫することで最適化するのが吉。
"エイリアスを使わないと仮定する"最適化オプションの利用法としては、
無効の場合と有効の場合とで、出力されるアセンブラを比較して、
もし有効にすることで最適化されるようなケースがあったなら、そこはまだコードの書き方を工夫できる。
という判断材料として"エイリアスを使わないと仮定する"を使用するのが吉と思われます。
/*
最近のコンパイラは優秀だと改めて思いました。
for文でメモリクリアって、昔は rep stosd とか使ってくれなかった気がします。
今回の例であるメモリクリアであれば memset とか使うのが常識なのですが、memsetだとBYTE値でしか埋めれないので、16Bit値や32Bit値で埋めたいときは
for
ループを使うしかないのですが、その場合でも rep stosd
とか使ってくれるようになってました。
なお、かといって memset を使わずに for
でメモリクリアを実装しなきゃならないかというと、一概にはそう言えません。
VC++(他のコンパイラは良く知りません)には、組み込み関数という仕組みがあって、memset は組み込み関数として用意されていますので、memset を使うことによるパフォーマンスの低下はまず無いでしょう。(組み込み関数を有効にする必要があります)
*/
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