GCC の最適化

例えば，こういうコードはこうなる．

$ cat div.c

int main(int argc, char **argv) {
  int a = atoi(argv[1]);
  int b = atoi(argv[2]);
  int q = a / b;
  int r = a % b;
  printf("%d %d\n", q, r);
  return 0;
}

$ gcc -v
Using built-in specs.
Target: i486-linux-gnu
Configured with: ../src/configure -v --enable-languages=c,c++,fortran,objc,obj-c++,treelang --prefix=/usr --enable-shared --with-system-zlib --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --enable-nls --program-suffix=-4.1 --enable-__cxa_atexit --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-mpfr --with-tune=i686 --enable-checking=release i486-linux-gnu
Thread model: posix
gcc version 4.1.2 20061115 (prerelease) (Debian 4.1.1-21)
$ gcc -O3 div.c -S
$ cat div.s

．．．
  idivl  %ecx
  movl %edx, 8(%esp)
  movl %eax, 4(%esp)
  call printf
．．．

ちゃんと，idivl を呼び出した後，eax と edx から商と剰余を取り出してる．2 回も idivl を呼び出すなんてアホなコードにはなってない (まぁ，比較的重いとはいえ，いまどきの CPU じゃ，条件分岐とかの負荷に比べたら，除算のコストなんて誤差なんですが)

しっかし，printf の最適化は，かなり甘い気がした．まぁ，printf はライブラリだから，あたりまえっちゃ当り前なんだけど… どうせ built-in になってるんだったら，もうすこし何とかしても良い気がした．型検査までちゃんとやってくれてるってのに．

つまり，こういうコードは，全て puts に落ちて欲しい．

$ cat printf.c

#include<stdio.h>
int main() {
  printf("puts ?\n");
  printf("puts ? %s\n", "hogehoge");
  printf("puts ? %d\n", 1);
}

$ gcc -O3 printf.c -S
$ cat printf.s

．．．
.LC0:
  .string  "puts ?"
.LC1:
  .string  "hogehoge"
.LC2:
  .string  "puts ? %s\n"
.LC3:
  .string  "puts ? %d\n"
．．．

Oh, NO ！！ なんて骨体．だれだい，GCC は小手先の最適化は強いなんていったのは．
ていうか，なんで puts は，かならず改行で終わるとかいう謎仕様になってるんだ ? 単に文字配列を stdout に流し込むだけならば，もっと puts に落とせるケースが増えたのに．
まぁ，昔は直接 write システムコールとか使っていて，その後標準ライブラリになったのだろうから，しかたないのかもしれない．
うん，write システムコールに落とすぐらいまでやってくれて欲しい気もする．

というわけで，GCC の最適化はかなり甘い，というか，素人目にもまだまだやれることはたくさんあるような気がする．

GCC というか，C 言語の，なんでもかんでもライブラリという言語仕様が間違ってるのかもしれないけど．

Haskell のパターンマッチがどうこうという話が話題になってるみたいだけど．

flatline＠物工 の日記 2007-03-19 (Mon) ■[プログラミング][CS] Haskellの文字列に関する無理難題

* http://pc11.2ch.net/test/read.cgi/tech/1174211797/ 関数型プログラミング言語Haskell Part7

2ch Haskellスレで「Haskell処理系が日本語文字列をまともに処理してくれねぇ！」という（よくある）不満から，CharとかString (= [Char]) みたいな組み込みの（いわゆる "primitive" ）データ型をユーザ定義もしくはライブラリの提供するものでどうやったら置き換えられるかという興味深い問題が派生している．現状は「パタンマッチ辺りのせいでどうにもならんよな」みたいな論調，でいいのかな．（運悪くちょうど新スレ移行してしまった）

ちょうど「Scalaではパタンマッチもユーザ定義できる」みたいなレスが付いたのを読んだ．似た話ではRubyはrequire "mathn" とすると（演算子の定義が更新されて）以降の数値演算がみんな有理数を吐くんだよな（笑）．考えてみればあれはすごい．

もし，本当に，できる限りのものを言語仕様から追い出して，ライブラリでまかない，言語仕様はできるだけクリーンでコンパクトにしようと思ったら．リテラル表記，データ構造のメモリレイアウト，文法，なにもかもを，全てパラメタライズして，ユーザ定義で変更できるようにする必要があるとおもう．そして，そうなると，「プログラミング言語」 なんていう概念は，事実上消滅する．究極的には，ドメイン特化の仕様記述言語 (= 現在の意味での，ライブラリやフレームワーク) だけが残ることになる．
というわけで，ボクは，将来的には，(現在の) プログラミング言語なんていう概念はさっさと無くなるべき，という主張を以前からしてるわけなんだけど．

未来には，単一の 「プログラミング言語処理系」 という硬直化した概念は消滅し，後には，仕様記述手法・プログラム生成器・部分評価器・プログラム合成器 (メタ計算器) などの，部分部分が柔軟にカスタマイズ可能な，いわば (広義の) コンパイラインフラストラクチャ になっていくのが道理なのでは無いかと思っている．そのためには，抽象的な計算モデルも，特定のパラダイムに依存しすぎず，ありとあらゆる部分がパラメタライズ可能で柔軟になってなければならない．

もちろん，全ステップは等価な変換であるということが証明されていて （こういうのを，運算とかともいうらしいね．知らなかったけど），全ての変換は等価な変換を行うと証明済みのルールによって行われることになる．

# これがいわゆる等価変換プログラミングパラダイム (Equivalent Transformation Programming Paradigm ; ET Paradigm) というやつで，思いっきり我田引水なんだけど (笑) まぁ，未来のプログラミングはこうなるのが当然の帰結だと信じているので，研究しているわけですね．あんまりまじめな院生じゃないけど… 論文も書かずにどうでも良いことばかりしている．

■[雑記] 実は何もしてないんですが

それにしてもここしばらくの書き物で大した進捗もないまま時間ばかりかかっている現状に対し「遅くまでよくがんばってるね」とか言われると何と返答したものやら本気で困る．

■[雑記] 卒論改訂があまり進まない

んで，結局集中力が切れてブラウザを立ち上げてどうしょもないwebに時間を吸われていたんだが，「あぁこういう時間の使い方のできる毎日なら院生生活もいいかも...」とか一瞬思ってしまった．

あれ ? おかしいな，俺がいる （← 笑えない）

そんな時間の使いかたばかりしている院生生活ですが．ほんと生きててすいません… orz

（ちなみに，今日は朝の 3:00 に起きた．昨日 （というか，24 時間起きてたから，正確にはおととい．もう日時や曜日感覚が無いです） は夜の 8:00 に起きた．おととい (さきおととい ; 3 日前) は昼の 15:00 に起きた．なまらランダム生活）