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LLVM und Julia auf x86

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Benutzen wir Julia, können wir mittels Introspection ansehen, was für Code LLVM aus unseren Beispielen zaubert. Dazu definieren wir zunächst wieder die zwei Varianten unseres max-Beispiels: 

function max(a,b)
    if(a>b)
        return a
    else
       return b
end


function max1(a,b)
    return a*(a>b)+b*(a<=b)
end

Mittels code_native(max,(Int,Int)) bzw code_native(max1,(Int,Int)) können wir uns nun ansehen, was LLVM für Code daraus produziert - zunächst wieder die "normale" Variante: 

code_native(max,(Int,Int))
        .text
Filename: promotion.jl
Source line: 239
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        cmpq    %rdi, %rsi
Source line: 239
        cmovgeq %rsi, %rdi
        movq    %rdi, %rax
        popq    %rbp
        ret

Und die branchless-Variante: 

code_native(max1,(Int,Int))
        .text
Filename: none
Source line: 2
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        xorl    %eax, %eax
        cmpq    %rsi, %rdi
Source line: 2
        movq    %rsi, %rcx
        cmovgq  %rax, %rcx
        cmpq    %rdi, %rsi
        cmovlq  %rdi, %rax
        addq    %rcx, %rax
        popq    %rbp
        ret

Hier zeigt sich wieder, was wir bereits mit GCC auf x86 und ARM festgestellt haben: Triviale Beispiele behandelt der Compiler effektiver als es unser Code aus der Manufaktur kann. Wie sieht es aber mit dem nicht mehr so trivialen Beispiel aus? 

function nontriv(a)
    for i in 1:length(a)
        pointedAt=a[i]
        if((pointedAt>=97)&&(pointedAt<=122))
            a[i]=pointedAt-32
        end
    end
end


function nontriv1(a)
    for i in 1:length(a)
        pointedAt=a[i]
        x=((pointedAt>=97)&&(pointedAt<=122))
        a[i]=pointedAt-(32*x)
    end
end

Hier zeigt sich bei Aufruf von code_native(nontriv,(Tuple{Array{Int,1}})) zunächst erst einmal, dass es offenbar doch keine gute Idee war, die beiden Compiler mittels Abkürzung über Julias Introspect-Mechanismus vergleichen zu wollen: Dieser Mechanismus zeigt nicht einfach nur den Maschinencode, sondern tut offenbar noch mehr - anders ist nicht zu erklären, dass verschiedene Quelltext-Zeilen mehr als einmal im Ergebnis auftauchen: 

code_native(nontriv,(Tuple{Array{Int,1}}))
        .text
Filename: none
Source line: 2
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
Source line: 2
        movq    8(%rdi), %r9
        xorl    %ecx, %ecx
        testq   %r9, %r9
        movl    $0, %eax
        cmovnsq %r9, %rax
        testq   %rax, %rax
        je      L123
Source line: 5
        testq   %r9, %r9
        cmovsq  %rcx, %r9
Source line: 2
        negq    %r9
Source line: 3
        movq    8(%rdi), %r8
        xorl    %edx, %edx
L47:    cmpq    %r8, %rcx
        jae     L128
        movq    (%rdi), %r10
Source line: 5
        leaq    (,%rdx,8), %rax
        negq    %rax
Source line: 3
        movq    (%r10,%rax), %rax
        cmpq    $97, %rax
Source line: 4
        jl      L108
        cmpq    $122, %rax
        jg      L108
Source line: 3
        movq    %rdx, %rsi
        negq    %rsi
Source line: 5
        addq    $-32, %rax
        movq    %rax, (%r10,%rsi,8)
L108:   incq    %rcx
        decq    %rdx
        cmpq    %rdx, %r9
        jne     L47
L123:   movq    %rbp, %rsp
        popq    %rbp
        ret
L128:   movl    $1, %eax
Source line: 3
        subq    %rdx, %rax
        movq    %rsp, %rcx
        leaq    -16(%rcx), %rsi
        movq    %rsi, %rsp
        movq    %rax, -16(%rcx)
        movabsq $jl_bounds_error_ints, %rax
        movl    $1, %edx
        callq   *%rax

Auch der Aufruf von code_native(nontriv1,(Tuple{Array{Int,1}})) zeigt dieses Verhalten: Manche Quelltextzeilen tauchen mehrfach auf. Insgesamt ist das Ergebnis länger als für nontriv, allerdings hat das wahrscheinlich keine Aussagekraft. Daher wurde es wohl oder übel notwendig, LLVM zu installieren und es auf den C-Quelltext anzusetzen... 

code_native(nontriv1,(Tuple{Array{Int,1}}))
        .text
Filename: none
Source line: 2
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
Source line: 2
        movq    8(%rdi), %r9
        xorl    %r11d, %r11d
        testq   %r9, %r9
        movl    $0, %eax
        cmovnsq %r9, %rax
        testq   %rax, %rax
        je      L138
Source line: 5
        testq   %r9, %r9
        cmovsq  %r11, %r9
Source line: 2
        negq    %r9
Source line: 3
        movq    8(%rdi), %r8
        xorl    %edx, %edx
L48:    cmpq    %r8, %r11
        jae     L143
Source line: 5
        leaq    (,%rdx,8), %r10
Source line: 3
        movq    (%rdi), %rax
Source line: 5
        subq    %r10, %rax
Source line: 3
        movq    (%rax), %rax
        xorl    %esi, %esi
        cmpq    $97, %rax
Source line: 4
        jl      L100
        cmpq    $123, %rax
        setl    %cl
        movzbl  %cl, %esi
        shlq    $5, %rsi
Source line: 5
L100:   cmpq    8(%rdi), %r11
        jae     L182
        subq    %rsi, %rax
        movq    (%rdi), %rsi
        negq    %r10
        movq    %rax, (%rsi,%r10)
        incq    %r11
        decq    %rdx
        cmpq    %rdx, %r9
        jne     L48
L138:   movq    %rbp, %rsp
        popq    %rbp
        ret
L143:   movl    $1, %eax
Source line: 3
        subq    %rdx, %rax
        movq    %rsp, %rcx
        leaq    -16(%rcx), %rsi
        movq    %rsi, %rsp
        movq    %rax, -16(%rcx)
        movabsq $jl_bounds_error_ints, %rax
        movl    $1, %edx
        callq   *%rax
L182:   movl    $1, %eax
Source line: 5
        subq    %rdx, %rax
        movq    %rsp, %rcx
        leaq    -16(%rcx), %rsi
        movq    %rsi, %rsp
        movq    %rax, -16(%rcx)
        movabsq $jl_bounds_error_ints, %rax
        movl    $1, %edx
        callq   *%rax

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