어셈블리어(Assembler)와 mmx, fpu를 활용한 빠른(fast) memcpy 소스 코드 # 2

개요..

 

기계어 어셈블리어(Assembler)와 mmx, fpu 활용한 빠른(fast) memcpy 소스코드를 작성해봅니다.

 

 

 

개발일지

 

2002/12/30   어셈블리를 이용하여 기본 제어문 및 루프 테스트함 ( if_test, for_test ) 거꾸로 메모리 복사하는 reverse_memcpy 버전 개발. "1234567890" -> "0987654321"     if_test, for_test   기본적인 제어문과 루프의 사용법 습득됨     reverse_memcpy   1 바이트 별로 거꾸로 복사하는 reverse_memcpy 버전은 기존의 memcpy2에 비해 무척이나 느린 현상이 보였다. 그도 당연할 것이 기존의 memcpy2 는 4바이트씩 복사작업을 통하여 루프의 최소화를 하였지만 reverse_memcpy 의 버전은 1바이트씩 복사작업을 해야하기 때문에 기존의 memcpy2에 비해서 4배나 루프가 더 돌기 때문이다. C언어로 제작된 코드와 속도 측정을 위하여 memcpy2_c 버전을 제작하여 비교 분석 해보았으니 오히려 Release버전에서 memcpy2_c 가 훨씬 빠른 기 현상을 목격하게 되었다. 아무래도 코드의 반복성향으로 인하여 컴파일러가 자체적으로 최적화하는 듯 보임 따라서 옵션의 Optimizations 을 Default로 변경해본 결과 올바른듯한 결과물을 얻을 수 있었다.     reverse_memcpy2 역시 생각한대로 루프 도는 회수가 reverse_memcpy2 에 비해서 2배 줄어들기 때문에 속도상 엄청난 빠른 면을 보여주었다. 역시 c 버전을 제작하여 속도 비교하였고 Optimizations: Default 에서 60% 가량 어셈블리 버전이 C버전보다 빠름을 보여주었다. 특성상 복사단위는 2바이트 씩 이며 이후 이것을 수정하여 16비트 이미지 출력 루틴을 손볼 예정이다.     argc, argv   파라메타 argc, argv 를 이용하여 테스트가 좀더 용이 하도록 수정함.   좀더 정확한 실행시간 측정 QueryPerformanceCounter 의 사용으로 좀더 정확한 속도 측정을 할 수 있도록 배려하였다. 때문에 매우 큰 수의 테스트 회수(count) 를 줄이더라도 변화된 속도를 측정할 수 있음으로 테스트 시 시간적으로 절약이 되었음.     작업파일 readme.txt 로 작성함   문제점: 아직은 Optimizations 옵션에 따른 컴파일러가 최적화하는 부분에 대해서 정확히 어느 부분이 생략되는지 명백하게 알 수 없음. 때문에 위 부분처럼 반복적으로 테스트할 시 최적화 부분에 대해 아직 의심을 가지고 있으며 이후 실제 상황(게임의......)을 작업하면서 좀더 정확한 그리고 객관적인 테스트 코드를 가지고 다시 한번 테스트 해볼 필요성을 느끼게 되었다.     Optimizations : Default count = 1, length = 1000   memcpy: 11 memcpy2: 5 memcpy2_c: 26 reverse_memcpy: 19 reverse_memcpy_c: 25 reverse_memcpy2: 11 reverse_memcpy2_c: 16

 

 

소스코드

 

//============================================================================= // // 제 목: Kyuseo 의어셈블리배우기 // // 제작자: 채경석(kyuseo99@chollian.net) // 시작일: 02/12/30 // // 작업일지: readme.txt // //=============================================================================   #include "stdafx.h" #include "aaa.h" #include "mmsystem.h"   #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif   ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // The one and only application object   CWinApp theApp;   using namespace std;   // 분기조건테스트 int if_test_c( int n ) {     int rtn;          if( n == 0 ) rtn = 10;     else if( n == 1 ) rtn = 11;     else if( n == 2 ) rtn = 12;     else             rtn = 13;       return rtn; }   int if_test( int n ) {     int rtn;     __asm     {         mov eax, n;           cmp eax, 0;         jne _j1;         mov rtn, 10;         jmp _end; _j1:         cmp eax, 1;         jne _j2;         mov rtn, 11;         jmp _end; _j2:         cmp eax, 2;         jne _j3;         mov rtn, 12;         jmp _end; _j3:         mov rtn, 13; _end:     }       return rtn; }   // for문테스트(주어진숫자만큼더하기) int for_test_c( int n ) {     int rtn = 0;     for( int i=0; i<n; i++ )     {         rtn += n;     }     return rtn; }   int for_test( int n ) {     int rtn = 0;     if( n <= 0 ) return rtn;       __asm     {         mov        ecx, n;         mov        eax, 0;   _j1:         add        eax, ecx;         loop    _j1;           mov        rtn, eax;     }       return rtn; }   void memcpy2_c( void* dest, void* src, int count ) {     if( count <= 0 ) return;       BYTE* psrc = (BYTE*) src;     BYTE* pdest = (BYTE*) dest;     for( int i=0; i<count; i++ )     {         *pdest = *psrc;         *pdest++;         *psrc++;     } }        void memcpy2( void* dest, void* src, int count ) {     if( count <= 0 ) return;          __asm     {         mov edi, dest;    // 목적지저장         mov esi, src;        // 소스저장         mov ecx, count;    // 반복회수         mov edx, ecx;        // 반복횟수복사(스텍->스텍이빠르다.)         shr ecx, 2;        // dword 복사하므로/4 해야하므로쉬프트한다.         cld;                // 플레그재설정         rep movsd;        // DWORD 단위복사           mov ecx, edx;        // 저장해둔크기위치복구         and ecx, 0x03;    // 크기% 4 한값얻기(하위비트)         rep movsb;        // 바이트단위복사     } }   // 1바이트씩역순으로복사 void reverse_memcpy_c( void* dest, void* src, int count ) {     if( count <= 0 ) return;       BYTE* psrc = (BYTE*) src;     BYTE* pdest = (BYTE*) dest + count - 1;          for( int i=0; i<count; i++ )     {         *pdest = *psrc;         psrc++;         pdest--;     } }   // 1바이트씩역순으로복사 void reverse_memcpy( void* dest, void* src, int count ) {     if( count <= 0 ) return;       __asm     {         mov        ecx, count;    // 반복회수         mov        esi, src;    // 소스저장         mov        edi, dest;    // 목적지저장         add        edi, ecx;    // 소스인덱스역순으로설정         dec        edi;           cld; _j1:         movsb;         sub        edi,2;         loop    _j1;     } }   // 2바이트씩역순으로복사 void reverse_memcpy2_c( void* dest, void* src, int count ) {     if( count <= 0 ) return;       count /= 2;       WORD* psrc = (WORD*) src;     WORD* pdest = (WORD*) dest + count - 1;     for( int i=0; i<count; i++ )     {         *pdest = *psrc;         psrc++;         pdest--;     } }   // 2바이트씩역순으로복사 void reverse_memcpy2( void* dest, void* src, int count ) {     if( count <= 0 ) return;       __asm     {         mov        ecx, count;    // 반복회수         mov        esi, src;    // 소스저장         mov        edi, dest;    // 목적지저장         add        edi, ecx;    // 소스인덱스역순으로설정         sub        edi, 2;         shr        ecx, 1;           cld; _j1:         movsw;         sub        edi,4;         loop    _j1;     } }   void test() {     int i;     i = if_test( 2 );     i = for_test( 10 );       char s1[20] = "1234567890abcdefg";     char s2[20] = "";     reverse_memcpy2_c( s2, s1, 10 ); }   int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[]) {     test();   LARGE_INTEGER start, end;     int i,j,rtn;       if( argc < 3 )     {         printf( "usage : aaa.exe count length (ex:aaa.exe 100 1024)" );         return 1;     }       int count = atoi( argv[1] );     int length = atoi( argv[2] );       BYTE* sz1[1000];     BYTE* sz2[1000];     BYTE szr1[1000];     BYTE szr2[1000];       for( i=0; i<1000; i++ )     {         sz1[i] = new BYTE[ length ];         sz2[i] = new BYTE[ length ];         szr1[i] = i;         for( j=0; j<length; j++ )         {             sz1[i][j] = j;         }     }       printf( "Optimizations : Default\n" );     printf( "count = %d, length = %d\n\n", count, length );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         memcpy( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "memcpy: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         memcpy2( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "memcpy2: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         memcpy2_c( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "memcpy2_c: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         reverse_memcpy( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "reverse_memcpy: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         reverse_memcpy_c( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "reverse_memcpy_c: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         reverse_memcpy2( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "reverse_memcpy2: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       QueryPerformanceCounter(&start);     for( i=0; i<count; i++ )     {         reverse_memcpy2_c( sz2[i%1000], sz1[i%1000], length );     }     QueryPerformanceCounter(&end);     printf( "reverse_memcpy2_c: %d\n", end.LowPart - start.LowPart );       Sleep(1000);       return rtn; }