컴파일러는 언제 C/C++ 소스에서 어셈블리 코드를 최적화합니까?

Question

대부분의 컴파일러는 인라인 어셈블리 코드 (VS2015, gcc)를 최적화하지 않으므로 지원하지 않는 새로운 지침을 작성할 수 있습니다.

그러나 C/C++ 컴파일러는 언제 인라인 어셈블리 최적화를 구현해야합니까?

Answer 1

일반적으로 컴파일러는 인라인 어셈블리의내용을 최적화하지 않습니다. 즉, 어셈블리 블록에서 명령을 제거하거나 변경하지 않습니다. 특히 gcc은 인라인 어셈블리의 본문을 그대로 기본 어셈블러 (이 경우 gas)로 전달합니다.

그러나 좋은 컴파일러는 주위에 인라인 어셈블리를 최적화 할 수 있으며 경우에 따라 실행 인라인 어셈블리 코드를 완전히 생략 할 수도 있습니다. 예를 들어, GCC는 어셈블리의 선언 된 출력이 작동하지 않는다고 판단하면이 작업을 수행 할 수 있습니다. 어셈블리 블록을 루프 밖으로 끌어 올리거나 여러 호출을 하나로 결합 할 수도 있습니다. 따라서 블록 내부의 명령어는 절대로 혼란에 빠지지 않지만 블록을 실행할 횟수를 변경하는 것이 합리적입니다. 물론 블록에 다른 중요한 부작용이있는 경우이 동작을 비활성화 할 수도 있습니다.

확장 된 asm 구문의 gcc 문서에는이 모든 내용 중 일부가 good examples 있습니다.

Answer 2

그것은 인라인 어셈블리의 목적을 무너 뜨릴 것입니다. 인라인 어셈블리는 여러분이 요구하는 것을 정확히 얻는 것입니다.

대상의 CPU의 명령의 모든 기능을 사용하려면

컴파일러가 이해하고 최적화, 당신이 내장 함수가 아닌 인라인 ASM를 사용해야 수있는 방식으로을 설정합니다.

popcnt의 인라인 asm 대신 int count = __builtin_popcount(x); (-mpopcnt으로 컴파일 된 GNU C)을 사용하십시오. Inline-asm은 컴파일러마다 다르므로 intrinsics가 더 이식성이있는 경우 특히 x86을 대상으로 할 수있는 모든 주요 컴파일러에서 지원되는 Intel x86 내장 함수를 사용하는 경우 특히 그렇습니다. #include <x86intrin.h>을 사용하고 int _popcnt32 (int a)을 사용하면 popcnt x86 명령어를 안정적으로 얻을 수 있습니다. 및 x86 태그 위키의 다른 링크를 참조하십시오.

mov  eax, 4 
    ret 

clang 3.9 with an inline-asm definition of popc, on the Godbolt compiler explorer : 당신은 왜 shouldn

xor  eax, eax 
    popcnt eax, eax 
    mov  ecx, 1 
    popcnt ecx, ecx 
    add  ecx, eax 
    mov  edx, 2 
    popcnt edx, edx 
    add  edx, ecx 
    mov  eax, 3 
    popcnt eax, eax 
    add  eax, edx 
    ret 

이것은 인라인 어셈블리의 전형적인 예 일정한 전파를 격파하고 gcc6.3에 의해 #define popc _popcnt32 컴파일

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int count(){ 
    int total = 0; 
    for(int i=0 ; i<4 ; ++i) 
    total += popc(i); 
    return total; 
} 

그것을 피할 수 있다면 성능을 위해 사용하지 마십시오 : https://gcc.gnu.org/wiki/DontUseInlineAsm.

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이

내가이 시험에 사용되는 인라인 ASM 정의했다 :

int popc_asm(int x) { 
    // force use of the same register because popcnt has a false dependency on its output, on Intel hardware 
    // this is just a toy example, though, and also demonstrates how non-optimal constraints can lead to worse code 
    asm("popcnt %0,%0" : "+r"(x)); 
    return x; 
} 

당신이, 즉 가능한 컴파일러에게 맡겨해야하는 또 다른 이유가있어 popcnt has a false dependency on its output register on Intel hardware 것을 알고하지 않은 경우.인라인 어셈블리에 대해 하나의 사용 사례이지만, 컴파일러는 그것에 대해 알고하지 않는 경우, 그것은 확실히 최적화 할 수에 대해 컴파일러가 모르는 특별한 지침을 사용

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. 컴파일러가 내장 함수를 최적화하기 전에 (예 : SIMD 명령어의 경우) 인라인 asm이 더 일반적이었습니다. 하지만 지금은 그 이상입니다. 컴파일러는 일반적으로 ARM과 같은 비 x86 아키텍처의 경우에도 내장 함수를 사용하는 것이 일반적입니다.