2024/02/08(木) [n年前の日記]
#1 [basic] アセンブラを少しだけ勉強中
FreeBASIC の Put() について、アセンブラで書かれてる部分がどういう処理をしているのか気になったので、少しだけx86アセンブラについて勉強中。
_fbc/src/gfxlib2/x86/gfx_put_trans_mmx.s at master - freebasic/fbc
C言語版のソースでは、画像バッファを1ドットずつ見ていって、透明色と遭遇したら書き込み処理をしない、といった処理をしていたけれど。アセンブラ版では条件分岐が見当たらなくて変だなと…。どうやら、二つのレジスタを比較して、値が一致したら片方のレジスタの全bitを1に、値が一致しなかったら全bitを0にする命令(pcmpeqd)を使っている模様。そこから先は、AND、NAND、OR を使って書き込むべき値を求めているのだろう。たぶん。よく分からんけど。
昔、OpenGL 関係で GLSL を勉強した際、「条件分岐が入るとそれだけで処理が遅くなる」「できるだけ数値計算で値を求めるようにせよ」という話を見かけた記憶があるのだけど。FreeBASIC の Put() もそういうことをしているのだろうか。命令数は増えるけど、条件分岐が入るルーチンより、まだ速いのかもしれない。たしか今時のCPUは、条件分岐が入って実際に分岐すると、片方の分岐先の処理結果を捨てるので無駄になる、という話をどこかで聞いた記憶もあるし…。
_fbc/src/gfxlib2/x86/gfx_put_trans_mmx.s at master - freebasic/fbc
C言語版のソースでは、画像バッファを1ドットずつ見ていって、透明色と遭遇したら書き込み処理をしない、といった処理をしていたけれど。アセンブラ版では条件分岐が見当たらなくて変だなと…。どうやら、二つのレジスタを比較して、値が一致したら片方のレジスタの全bitを1に、値が一致しなかったら全bitを0にする命令(pcmpeqd)を使っている模様。そこから先は、AND、NAND、OR を使って書き込むべき値を求めているのだろう。たぶん。よく分からんけど。
昔、OpenGL 関係で GLSL を勉強した際、「条件分岐が入るとそれだけで処理が遅くなる」「できるだけ数値計算で値を求めるようにせよ」という話を見かけた記憶があるのだけど。FreeBASIC の Put() もそういうことをしているのだろうか。命令数は増えるけど、条件分岐が入るルーチンより、まだ速いのかもしれない。たしか今時のCPUは、条件分岐が入って実際に分岐すると、片方の分岐先の処理結果を捨てるので無駄になる、という話をどこかで聞いた記憶もあるし…。
◎ C言語で書きたくなってきた :
C/C++ で書いた処理を即座にアセンブラで表示してくれるページを利用して勉強中。
_Compiler Explorer
x86 gcc を選んで、最適化オプションの -O 3 等をつけて結果が変わる様子を眺めていたけれど、かなり変わるものなのだなと感心してしまった。最適化をしないと、なんでもかんでもスタックに置いて、スタック上の値を使おうとするので、絶えずメモリアクセスが入って遅くなりそうだけど、最適化を有効にすると極力レジスタに入れてどうにかしようとしてくれる。また、ループ内の命令数も激減するように見える。たしかに速くなりそう…。
コンパイル結果を眺めているうちに、FreeBASIC のライブラリをC言語を使って書けないものかと思えてきた。C言語で書けたら gcc の最適化も使えるだろうから、アセンブラで書かずにC言語で書いたとしても、そこそこの速度が出てくれるのではないかしらん。
それはさておき。C言語のソース上でポインタの型をちゃんと指定しても、アセンブラ上では結局のところ、2だの4だのを足してアドレスを変化させてることにも気づいた。+= N を ++ にしても、出てくるアセンブラの結果は同じ。FreeBASIC のソース上で、どうにかして += 1 と書かないと速くならないのかなと思ってたけど、あまり関係ないのかもしれない。…いや、関係あるか。+= xd といった感じで、変数を足していたところが定数になってくれるのだから、変数1つ分 ―― スタックだかレジスタだかを1つ使わずに済むよな…。実際に試したら少しは速くなったし…。
_Compiler Explorer
x86 gcc を選んで、最適化オプションの -O 3 等をつけて結果が変わる様子を眺めていたけれど、かなり変わるものなのだなと感心してしまった。最適化をしないと、なんでもかんでもスタックに置いて、スタック上の値を使おうとするので、絶えずメモリアクセスが入って遅くなりそうだけど、最適化を有効にすると極力レジスタに入れてどうにかしようとしてくれる。また、ループ内の命令数も激減するように見える。たしかに速くなりそう…。
コンパイル結果を眺めているうちに、FreeBASIC のライブラリをC言語を使って書けないものかと思えてきた。C言語で書けたら gcc の最適化も使えるだろうから、アセンブラで書かずにC言語で書いたとしても、そこそこの速度が出てくれるのではないかしらん。
それはさておき。C言語のソース上でポインタの型をちゃんと指定しても、アセンブラ上では結局のところ、2だの4だのを足してアドレスを変化させてることにも気づいた。+= N を ++ にしても、出てくるアセンブラの結果は同じ。FreeBASIC のソース上で、どうにかして += 1 と書かないと速くならないのかなと思ってたけど、あまり関係ないのかもしれない。…いや、関係あるか。+= xd といった感じで、変数を足していたところが定数になってくれるのだから、変数1つ分 ―― スタックだかレジスタだかを1つ使わずに済むよな…。実際に試したら少しは速くなったし…。
◎ 参考ページ :
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以上です。