3. sincos Optimierung in VS2017 15.5 Preview

sincos Optimierung in VS2017 15.5 Preview

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    für alle die gerne viele Sin/Cos Kombinationen eines Winkels berechnen 🙂

    mit dem kommenden 15.5 Update vom V2017 kann der CL das jetzt auch wie der clang/gcc optimieren 🙂

    https://blogs.msdn.microsoft.com/visualstudio/2017/10/11/visual-studio-2017-version-15-5-preview/

    C++ Code Generation:
    ...the combining of calls sin(x) and cos(x) into a new sincos(x)...

    bin mal gespannt wie sich das auf die Geschwindigkeit auswirkt und ob das Feature auch deaktiviert werden kann - für einfache vor/nachher Vergleiche

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    👍 👍 👍

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    sin cos werden aber nicht zusammen gefasst 😞

    VS2017 Community 15.5.0, x64 Release
    oder braucht man dafür die Pro Variante?

    #include <cmath>

struct sincos_struct
{
  sincos_struct(const double value) :_s(sin(value)), _c(cos(value)) {}
  const double _s;
  const double _c;
};

void sincos_func(const double value, double& s, double& c) 
{
  s = sin(value);
  c = cos(value);
}

int main()
{
  sincos_struct sc(3.5);
  double s;
  double c;
  sincos_func(3.5, s, c);
  return 0;
}

    in beiden Code sind man die getrennten sin/cos Aufrufe

    Assembler-Listing:

    ; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 19.12.25830.2 

include listing.inc

INCLUDELIB OLDNAMES

EXTRN	__security_check_cookie:PROC
PUBLIC	main
PUBLIC	?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z			; sincos_func
PUBLIC	??0sincos_struct@@QEAA@N@Z			; sincos_struct::sincos_struct
EXTRN	cos:PROC
EXTRN	sin:PROC
EXTRN	_fltused:DWORD
;	COMDAT pdata
pdata	SEGMENT
$pdata$?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z DD imagerel $LN4
	DD	imagerel $LN4+61
	DD	imagerel $unwind$?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z
pdata	ENDS
;	COMDAT pdata
pdata	SEGMENT
$pdata$??0sincos_struct@@QEAA@N@Z DD imagerel $LN4
	DD	imagerel $LN4+56
	DD	imagerel $unwind$??0sincos_struct@@QEAA@N@Z
pdata	ENDS
;	COMDAT xdata
xdata	SEGMENT
$unwind$??0sincos_struct@@QEAA@N@Z DD 040b01H
	DD	02680bH
	DD	030025206H
xdata	ENDS
;	COMDAT xdata
xdata	SEGMENT
$unwind$?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z DD 060f01H
	DD	02680fH
	DD	08340aH
	DD	07006520aH
xdata	ENDS
; Function compile flags: /Ogtpy
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
;	COMDAT ??0sincos_struct@@QEAA@N@Z
_TEXT	SEGMENT
this$ = 64
value$ = 72
??0sincos_struct@@QEAA@N@Z PROC				; sincos_struct::sincos_struct, COMDAT

$LN4:
	push	rbx
	sub	rsp, 48					; 00000030H
	movaps	XMMWORD PTR [rsp+32], xmm6
	movaps	xmm0, xmm1
	movaps	xmm6, xmm1
	mov	rbx, rcx
	call	sin
	movsd	QWORD PTR [rbx], xmm0
	movaps	xmm0, xmm6
	call	cos
	movaps	xmm6, XMMWORD PTR [rsp+32]
	mov	rax, rbx
	movsd	QWORD PTR [rbx+8], xmm0
	add	rsp, 48					; 00000030H
	pop	rbx
	ret	0
??0sincos_struct@@QEAA@N@Z ENDP				; sincos_struct::sincos_struct
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Ogtpy
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
;	COMDAT ?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z
_TEXT	SEGMENT
value$ = 64
s$ = 72
c$ = 80
?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z PROC				; sincos_func, COMDAT

$LN4:
	mov	QWORD PTR [rsp+8], rbx
	push	rdi
	sub	rsp, 48					; 00000030H
	movaps	XMMWORD PTR [rsp+32], xmm6
	mov	rdi, r8
	movaps	xmm6, xmm0
	mov	rbx, rdx

	call	sin
	movsd	QWORD PTR [rbx], xmm0

	movaps	xmm0, xmm6
	call	cos

	mov	rbx, QWORD PTR [rsp+64]
	movaps	xmm6, XMMWORD PTR [rsp+32]
	movsd	QWORD PTR [rdi], xmm0
	add	rsp, 48					; 00000030H
	pop	rdi
	ret	0
?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z ENDP				; sincos_func
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Ogtpy
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
;	COMDAT main
_TEXT	SEGMENT
main	PROC						; COMDAT

	xor	eax, eax

	ret	0
main	ENDP
_TEXT	ENDS
END

    jemand eine Idee - oder eine Pro version zum testen?

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    VS2017 Community 15.5.0 x86 liefert

    ; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 19.12.25830.2 

	TITLE	d:\test\sincos\sincos.cpp
	.686P
	.XMM
	include listing.inc
	.model	flat

INCLUDELIB OLDNAMES

EXTRN	@__security_check_cookie@4:PROC
PUBLIC	_main
PUBLIC	?sincos_func@@YAXNAAN0@Z			; sincos_func
PUBLIC	??0sincos_struct@@QAE@N@Z			; sincos_struct::sincos_struct
EXTRN	__libm_sse2_cos_precise:PROC
EXTRN	__libm_sse2_sin_precise:PROC
EXTRN	__fltused:DWORD
; Function compile flags: /Ogtp
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
;	COMDAT ??0sincos_struct@@QAE@N@Z
_TEXT	SEGMENT
_value$1$ = -8						; size = 8
??0sincos_struct@@QAE@N@Z PROC				; sincos_struct::sincos_struct, COMDAT
; _this$ = ecx
; _value$ = xmm1l

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	sub	esp, 12					; 0000000cH
	movaps	xmm0, xmm1
	push	esi
	movsd	QWORD PTR _value$1$[ebp], xmm0
	mov	esi, ecx
	call	__libm_sse2_sin_precise
	movsd	QWORD PTR [esi], xmm0
	movsd	xmm0, QWORD PTR _value$1$[ebp]
	call	__libm_sse2_cos_precise
	movsd	QWORD PTR [esi+8], xmm0
	mov	eax, esi
	pop	esi
	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	0
??0sincos_struct@@QAE@N@Z ENDP				; sincos_struct::sincos_struct
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Ogtp
; File d:\testsincos\sincos.cpp
;	COMDAT ?sincos_func@@YAXNAAN0@Z
_TEXT	SEGMENT
_value$1$ = -8						; size = 8
?sincos_func@@YAXNAAN0@Z PROC				; sincos_func, COMDAT
; _s$ = ecx
; _c$ = edx
; _value$ = xmm2l

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	sub	esp, 8
	push	esi
	movaps	xmm0, xmm2
	mov	esi, ecx
	push	edi
	movsd	QWORD PTR _value$1$[ebp], xmm0
	mov	edi, edx

	call	__libm_sse2_sin_precise
	movsd	QWORD PTR [esi], xmm0

	movsd	xmm0, QWORD PTR _value$1$[ebp]
	call	__libm_sse2_cos_precise
	movsd	QWORD PTR [edi], xmm0

	pop	edi
	pop	esi
	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	0
?sincos_func@@YAXNAAN0@Z ENDP				; sincos_func
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Ogtp
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
;	COMDAT _main
_TEXT	SEGMENT
_main	PROC						; COMDAT

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	and	esp, -8					; fffffff8H

	xor	eax, eax

	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	0
_main	ENDP
_TEXT	ENDS
END
    0 

  • main    PROC                        ; COMDAT 
 
    xor eax, eax 
  
    ret 0

    ... 😉

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    @dot - ja die main ist leer - für den generierten struct/function-Code unrelevant, oder was meinst du?

    hier etwas wo wirklich gerechnet wird - ich benutze argc und main result nur als Anti-Optimizer Trick, der Eingangswert und das Ergebnis sind völlig sinnfrei

    #include <cmath>

struct sincos_struct
{
  sincos_struct(const double value) :_s(sin(value)), _c(cos(value)) {}
  const double _s;
  const double _c;
};

void sincos_func(const double value, double& s, double& c) 
{
  s = sin(value);
  c = cos(value);
}

int main(int argc, char** argv)
{
  double v = argc; // anti-optimizer
  double res = 0.0;

  sincos_struct sc(v);
  res += sc._s + sc._c;

  double s;
  double c;
  sincos_func(v, s, c);

  res += s + c;

  return (int)res; // anti-optimizer
}

    da ändert sich auch nichts

    ; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 19.12.25830.2 

include listing.inc

INCLUDELIB OLDNAMES

EXTRN	__security_check_cookie:PROC
PUBLIC	main
PUBLIC	?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z			; sincos_func
PUBLIC	??0sincos_struct@@QEAA@N@Z			; sincos_struct::sincos_struct
EXTRN	cos:PROC
EXTRN	sin:PROC
EXTRN	_fltused:DWORD
;	COMDAT pdata
pdata	SEGMENT
$pdata$main DD	imagerel $LN8
	DD	imagerel $LN8+77
	DD	imagerel $unwind$main
pdata	ENDS
;	COMDAT pdata
pdata	SEGMENT
$pdata$?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z DD imagerel $LN4
	DD	imagerel $LN4+61
	DD	imagerel $unwind$?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z
pdata	ENDS
;	COMDAT pdata
pdata	SEGMENT
$pdata$??0sincos_struct@@QEAA@N@Z DD imagerel $LN4
	DD	imagerel $LN4+56
	DD	imagerel $unwind$??0sincos_struct@@QEAA@N@Z
pdata	ENDS
;	COMDAT xdata
xdata	SEGMENT
$unwind$??0sincos_struct@@QEAA@N@Z DD 040b01H
	DD	02680bH
	DD	030025206H
xdata	ENDS
;	COMDAT xdata
xdata	SEGMENT
$unwind$?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z DD 060f01H
	DD	02680fH
	DD	08340aH
	DD	07006520aH
xdata	ENDS
;	COMDAT xdata
xdata	SEGMENT
$unwind$main DD	051501H
	DD	027815H
	DD	036809H
	DD	08204H
xdata	ENDS
; Function compile flags: /Ogtpy
;	COMDAT ??0sincos_struct@@QEAA@N@Z
_TEXT	SEGMENT
this$ = 64
value$ = 72
??0sincos_struct@@QEAA@N@Z PROC				; sincos_struct::sincos_struct, COMDAT
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
; Line 5
$LN4:
	push	rbx
	sub	rsp, 48					; 00000030H
	movaps	XMMWORD PTR [rsp+32], xmm6
	movaps	xmm0, xmm1
	movaps	xmm6, xmm1
	mov	rbx, rcx
	call	sin
	movsd	QWORD PTR [rbx], xmm0
	movaps	xmm0, xmm6
	call	cos
	movaps	xmm6, XMMWORD PTR [rsp+32]
	mov	rax, rbx
	movsd	QWORD PTR [rbx+8], xmm0
	add	rsp, 48					; 00000030H
	pop	rbx
	ret	0
??0sincos_struct@@QEAA@N@Z ENDP				; sincos_struct::sincos_struct
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Ogtpy
;	COMDAT ?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z
_TEXT	SEGMENT
value$ = 64
s$ = 72
c$ = 80
?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z PROC				; sincos_func, COMDAT
; File d:\testsincos\sincos.cpp
; Line 11
$LN4:
	mov	QWORD PTR [rsp+8], rbx
	push	rdi
	sub	rsp, 48					; 00000030H
	movaps	XMMWORD PTR [rsp+32], xmm6
	mov	rdi, r8
	movaps	xmm6, xmm0
	mov	rbx, rdx
; Line 12
	call	sin
	movsd	QWORD PTR [rbx], xmm0
; Line 13
	movaps	xmm0, xmm6
	call	cos
; Line 14
	mov	rbx, QWORD PTR [rsp+64]
	movaps	xmm6, XMMWORD PTR [rsp+32]
	movsd	QWORD PTR [rdi], xmm0
	add	rsp, 48					; 00000030H
	pop	rdi
	ret	0
?sincos_func@@YAXNAEAN0@Z ENDP				; sincos_func
_TEXT	ENDS
; Function compile flags: /Ogtpy
;	COMDAT main
_TEXT	SEGMENT
argc$ = 80
argv$ = 88
main	PROC						; COMDAT
; File d:\test\sincos\sincos.cpp
; Line 17
$LN8:
	sub	rsp, 72					; 00000048H
	movaps	XMMWORD PTR [rsp+48], xmm6
	xorps	xmm6, xmm6
; Line 18
	cvtsi2sd xmm6, ecx
	movaps	XMMWORD PTR [rsp+32], xmm7
; Line 5
	movaps	xmm0, xmm6
	call	sin
	movaps	xmm7, xmm0
	movaps	xmm0, xmm6
	call	cos
; Line 31
	movaps	xmm6, XMMWORD PTR [rsp+48]
	addsd	xmm7, xmm0
	xorps	xmm1, xmm1
	movaps	xmm2, xmm7
	addsd	xmm2, xmm1
	addsd	xmm2, xmm7
	movaps	xmm7, XMMWORD PTR [rsp+32]
	cvttsd2si eax, xmm2
	add	rsp, 72					; 00000048H
	ret	0
main	ENDP
_TEXT	ENDS
END
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    scheinbar nur mit /fp:fast aktiv

    beim clang muss man -ffast-math nutzen um die sincos Optimierung zu bekommen, der gcc macht sincos per default

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    hier noch ein Blog mit Details zu den Verbesserungen

    MSVC code optimizer improvements in Visual Studio 2017 versions 15.5 and 15.3

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