gccとclangのラムダ式に関する最適化具合の違い

gccとclangでclangの方が顕著に最適化してくれてる例を見つけたのでメモがてら。

環境は

• GCC 4.9.2 20150212 (Red Hat 4.9.2-6)
• clang 3.5.0 (tags/RELEASE_350/final)

です。

テストコード

test.cpp

class S
{
private:
	int a;
	int b;
	int c;
	
public:
	S(const int aa, const int bb, const int cc)
	: a(aa), b(bb), c(cc) {}

	int A() const
	{
		return a;
	}

	int B() const
	{
		return b;
	}

	int C() const
	{
		return c;
	}
};

template<typename F, typename G>
int Func(const S& s, const G& g, const F& f)
{
	return f((s.*g)());
}
template<typename F, typename G>
int Func(const S& s, const G& g1, const G& g2, const F& f)
{
	return f((s.*g1)(), (s.*g2)());
}

int P(const S& s)
{
	return Func(s, &S::A, [](int a)
	{
		return a*5;
	});
}
int p(const S& s)
{
	return s.A()*5;
}

int Q(const S& s)
{
	return Func(s, &S::A, &S::C, [](int a, int c)
	{
		return a+c;
	});
}

int q(const S& s)
{
	return s.A()+s.C();
}

を、まずclang++でコンパイルしてasmにします。

clang++ -std=c++11 test.cpp -S -O3

すると、

# P
imull	$5, (%rdi), %eax
retq

# p
imull	$5, (%rdi), %eax
retq

# Q
movl	8(%rdi), %eax
addl	(%rdi), %eax
retq

# q
movl	8(%rdi), %eax
addl	(%rdi), %eax
retq

うん、ちゃんとP=pでQ=qですね。最適化してくれてます。

一方、gccで

g++ -std=c++11 main.cpp -S -O3

とコンパイルすると

# P
subq	$8, %rsp
call	_ZNK1S1AEv
addq	$8, %rsp
leal	(%rax,%rax,4), %eax
ret

# p
movl	(%rdi), %eax
leal	(%rax,%rax,4), %eax
ret

# Q
pushq	%rbp
pushq	%rbx
movq	%rdi, %rbx
subq	$8, %rsp
call	_ZNK1S1CEv
movq	%rbx, %rdi
movl	%eax, %ebp
call	_ZNK1S1AEv
addq	$8, %rsp
addl	%ebp, %eax
popq	%rbx
popq	%rbp
ret

# q
movl	8(%rdi), %eax
addl	(%rdi), %eax
ret

なんか律儀にcallしちゃってくれてますね・・・。

というわけでgccよりclangの方が良く最適化してくれてるという結果でした。

なお、*5の計算にclangはimulを使っている一方でgccはleaを使ってるという違いも面白いですね。某命令セット表を見てると、確かにimulよりはleaの方が速いっぽいので、その点ではgccの方が勝ってる気もします。