Comment multiplier un registre par 37 en utilisant seulement 2 instructions leal consécutives dans x86?

À -O3 , gcc va émettre (Godbolt compilateur explorer) :

int mul37(int a)  { return a*37; }

    leal    (%rdi,%rdi,8), %eax      # eax = a * 9
    leal    (%rdi,%rax,4), %eax      # eax = a + 4*(a*9)
    ret

qui utilise 37 = 9*4 + 1 , ne détruisant pas la valeur originale a avec la première lea donc il peut utiliser les deux dans le 2.

vous êtes en bonne compagnie en ne repérant pas celui - ci, bien que: clang récent (3.8 et plus récent) sera normalement utiliser 2 lea instructions au lieu d'un imul (par exemple pour *15 ), mais il manque celui-ci et utilise:

    imull   , %edi, %eax
    ret

Il fait le faire *21 avec le même motif que gcc utilise, comme 5*4 + 1 . (clang3.6 et les versions antérieures toujours utilisé imul sauf s'il y a une instruction unique alternative shl ou lea )

ICC et MSVC utilisent également imul, mais ils ne semblent pas aimer utiliser 2 lea instructions, de sorte que le imul est "sur le but".

voir le lien godbolt pour une variété de multiplicateurs avec gcc7.2 contre clang5.0. Il est intéressant d'essayer gcc -m32 -mtune=pentium ou même pentium3 pour voir combien d'autres instructions gcc wiling à utiliser à l'époque. Même si P2 / P3 a une latence de 4 cycles pour imul r, r, i , donc c'est un peu fou. Pentium a 9 cycle imul et aucun OOO pour cacher la latence, il est donc logique d'essayer de l'éviter.

mtune=silvermont ne devrait probablement être prêt à remplacer 32 bits imul par une seule instruction, car il a une latence de 3 cycles / 1C de débit multiplier, mais le décodage est souvent le goulot d'étranglement (selon le brouillard D'Agner, http://agner.org/optimize / ). Vous pouvez même considérer imul , %edi, %eax (ou d'autres puissances de 2) au lieu de mov / shl , car imul-immediate est une copie-et-multiplier.

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ironiquement, gcc manque le * 45 , et utilise des imul , tandis que clang utilise 2 lea . Crois qu'il est temps de déposer certains manqué-l'optimisation des rapports de bogues. si 2 LEAs sont meilleurs que 1 IMUL, ils doivent être utilisés dans la mesure du possible.

"1519310920 plus Anciens" clang (3,7 et plus) utilise des imul à moins qu'une seule lea fera l'affaire. Je n'ai pas cherché dans le changelog pour voir s'ils ont fait des benchmarks pour décider de favoriser la latence plutôt que le débit.

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