[c] while (1) 또는 while (2) 중 어느 것이 더 빠릅니까?

두 루프는 모두 무한하지만 반복마다 더 많은 명령어 / 리소스가 필요한 루프를 확인할 수 있습니다.

gcc를 사용하여 다음 두 프로그램을 다양한 수준의 최적화로 어셈블리로 컴파일했습니다.

int main(void) {
    while(1) {}
    return 0;
}

int main(void) {
    while(2) {}
    return 0;
}

도없이 최적화 (함께 -O0), 생성 된 조립체를 모두 프로그램 동일 하였다 . 따라서 두 루프 사이에 속도 차이가 없습니다.

참고로, gcc main.c -S -masm=intel최적화 플래그와 함께 생성 된 어셈블리는 다음 과 같습니다.

로 -O0:

    .file   "main.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    push    rbp
    .seh_pushreg    rbp
    mov rbp, rsp
    .seh_setframe   rbp, 0
    sub rsp, 32
    .seh_stackalloc 32
    .seh_endprologue
    call    __main
.L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

로 -O1:

    .file   "main.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    sub rsp, 40
    .seh_stackalloc 40
    .seh_endprologue
    call    __main
.L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

부착 -O2하고 -O3(동일한 출력) :

    .file   "main.c"
    .intel_syntax noprefix
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .section    .text.startup,"x"
    .p2align 4,,15
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    sub rsp, 40
    .seh_stackalloc 40
    .seh_endprologue
    call    __main
.L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

실제로 루프에 대해 생성 된 어셈블리는 모든 최적화 수준에서 동일합니다.

 .L2:
    jmp .L2
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

중요한 부분은 다음과 같습니다.

.L2:
    jmp .L2

어셈블리를 잘 읽을 수는 없지만 무조건 루프입니다. 이 jmp명령 .L2은 값을 true와 비교하지 않고도 프로그램을 무조건 레이블로 다시 재설정하며 , 프로그램이 종료 될 때까지 즉시 다시 수행합니다. 이것은 C / C ++ 코드와 직접 일치합니다.

L2:
    goto L2;

편집하다:

흥미롭게 도 최적화 가 없는 경우에도 다음 루프 jmp는 어셈블리에서 정확히 동일한 출력 (무조건 )을 생성했습니다 .

while(42) {}

while(1==1) {}

while(2==2) {}

while(4<7) {}

while(3==3 && 4==4) {}

while(8-9 < 0) {}

while(4.3 * 3e4 >= 2 << 6) {}

while(-0.1 + 02) {}

그리고 심지어 놀랍게도 :

#include<math.h>

while(sqrt(7)) {}

while(hypot(3,4)) {}

사용자 정의 함수는 조금 더 흥미로워집니다.

int x(void) {
    return 1;
}

while(x()) {}

#include<math.h>

double x(void) {
    return sqrt(7);
}

while(x()) {}

에서 -O0,이 두 가지 예는 실제로 호출 x하고 각 반복에 대한 비교를 수행합니다.

첫 번째 예 (1을 반환) :

.L4:
    call    x
    testl   %eax, %eax
    jne .L4
    movl    $0, %eax
    addq    $32, %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

두 번째 예 ( sqrt(7)) :

.L4:
    call    x
    xorpd   %xmm1, %xmm1
    ucomisd %xmm1, %xmm0
    jp  .L4
    xorpd   %xmm1, %xmm1
    ucomisd %xmm1, %xmm0
    jne .L4
    movl    $0, %eax
    addq    $32, %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (tdm64-2) 4.8.1"

그러나 -O1둘 이상에서 이전 예제와 동일한 어셈블리를 생성합니다 ( jmp이전 레이블로 돌아가는 무조건 ).

TL; DR

GCC에서 다른 루프는 동일한 어셈블리로 컴파일됩니다. 컴파일러는 상수 값을 평가하고 실제 비교를 수행하지 않습니다.

이야기의 교훈은 다음과 같습니다.

• C ++ 소스 코드와 CPU 명령어간에 변환 계층이 있으며이 계층은 성능에 중요한 영향을 미칩니다.
• 따라서 소스 코드 만보고 성능을 평가할 수 없습니다.
• 컴파일러 는 그러한 사소한 경우를 최적화하기에 충분히 똑똑 해야합니다 . 프로그래머 는 대부분의 경우에 대해 생각하면서 시간을 낭비 해서는 안됩니다 .

답변

int n = 4;
switch (n) {
    case 2+2: break;
    case 4:   break;
}

yyy:
    xor eax, eax
    cmp eax, 1     (or 2, depending on your code)
    je xxx
    jmp yyy
xxx:
    ...

xxx:
    jmp xxx

1 = 00000001
2 = 00000010