c++ - operaciones - rotacion de bits en c

¿Posibilidad de optimización para seguir operaciones de bits?

Question

¿Crees que hay espacio para optimizaciones en la función haswon (ver a continuación)?

Reconocí que cambiar el tipo de argumento de __int64 a unsigned __int64 hizo que la función fuera más rápida, por lo tanto, quizás todavía haya una posibilidad de optimización.

En más detalle: estoy escribiendo un juego de conectar cuatro . Recientemente utilicé Profiler Very Sleepy y reconocí que la función ya usó gran parte del tiempo de la CPU. La función utiliza una representación de bitboard de la conexión de cuatro placas para un jugador. La función en sí misma encontré en las fuentes del benchmark fourstones . La representación de bitboard es la siguiente:

.  .  .  .  .  .  .  TOP
5 12 19 26 33 40 47
4 11 18 25 32 39 46
3 10 17 24 31 38 45
2  9 16 23 30 37 44
1  8 15 22 29 36 43
0  7 14 21 28 35 42  BOTTOM

La función:

// return whether newboard includes a win
bool haswon(unsigned __int64 newboard)
{
    unsigned __int64 y = newboard & (newboard >> 6);
    if (y & (y >> 2 * 6)) // check / diagonal
        return true;
    y = newboard & (newboard >> 7);
    if (y & (y >> 2 * 7)) // check horizontal -
        return true;
    y = newboard & (newboard >> 8);
    if (y & (y >> 2 * 8)) // check / diagonal
        return true;
    y = newboard & (newboard >> 1);
    if (y & (y >> 2))     // check vertical |
        return true;
    return false;
}

¡Gracias!

Edición: CPU es x86, arquitectura de 32 bits, estoy usando el compilador de Visual Studio 2008 Express Edition. Los indicadores de optimización son / O2 / Oi / GL.

Probé la función haswon2 que sugirió Ben Jackson. Los ensamblados del compilador de Microsoft, con los indicadores de optimización predeterminados para las versiones de lanzamiento (/ O2 / Oi / GL), que muestran casi ninguna diferencia de tiempo de ejecución. Parece que el compilador VC en comparación con gcc no puede aprovechar que no debe evaluar cada condición en estricto orden.

Resultados: original de haswon:

haswon2 de Ben Jackson:

Edit2: Asamblea de haswon:

00401A10  mov         eax,dword ptr [esp+4] 
00401A14  mov         ecx,dword ptr [esp+8] 
00401A18  push        ebx  
00401A19  push        esi  
00401A1A  push        edi  
00401A1B  mov         edx,eax 
00401A1D  mov         edi,ecx 
00401A1F  shrd        edx,edi,6 
00401A23  mov         esi,edx 
00401A25  shr         edi,6 
00401A28  and         esi,eax 
00401A2A  and         edi,ecx 
00401A2C  mov         edx,esi 
00401A2E  mov         ebx,edi 
00401A30  shrd        edx,ebx,0Ch 
00401A34  shr         ebx,0Ch 
00401A37  and         edx,esi 
00401A39  and         ebx,edi 
00401A3B  or          edx,ebx 
00401A3D  je          `anonymous namespace''::haswon+35h (401A45h) 
00401A3F  mov         al,1 
00401A41  pop         edi  
00401A42  pop         esi  
00401A43  pop         ebx  
00401A44  ret              
00401A45  mov         edx,eax 
00401A47  mov         edi,ecx 
00401A49  shrd        edx,edi,7 
00401A4D  mov         esi,edx 
00401A4F  shr         edi,7 
00401A52  and         esi,eax 
00401A54  and         edi,ecx 
00401A56  mov         edx,esi 
00401A58  mov         ebx,edi 
00401A5A  shrd        edx,ebx,0Eh 
00401A5E  shr         ebx,0Eh 
00401A61  and         edx,esi 
00401A63  and         ebx,edi 
00401A65  or          edx,ebx 
00401A67  jne         `anonymous namespace''::haswon+2Fh (401A3Fh) 
00401A69  mov         edx,eax 
00401A6B  mov         edi,ecx 
00401A6D  shrd        edx,edi,8 
00401A71  mov         esi,edx 
00401A73  shr         edi,8 
00401A76  and         esi,eax 
00401A78  and         edi,ecx 
00401A7A  mov         edx,esi 
00401A7C  mov         ebx,edi 
00401A7E  shrd        edx,ebx,10h 
00401A82  shr         ebx,10h 
00401A85  and         edx,esi 
00401A87  and         ebx,edi 
00401A89  or          edx,ebx 
00401A8B  jne         `anonymous namespace''::haswon+2Fh (401A3Fh) 
00401A8D  mov         edx,eax 
00401A8F  mov         esi,ecx 
00401A91  shrd        edx,esi,1 
00401A95  shr         esi,1 
00401A97  and         esi,ecx 
00401A99  and         edx,eax 
00401A9B  mov         eax,edx 
00401A9D  mov         ecx,esi 
00401A9F  shrd        eax,ecx,2 
00401AA3  shr         ecx,2 
00401AA6  and         eax,edx 
00401AA8  and         ecx,esi 
00401AAA  or          eax,ecx 
00401AAC  jne         `anonymous namespace''::haswon+2Fh (401A3Fh) 
00401AAE  pop         edi  
00401AAF  pop         esi  
00401AB0  xor         al,al 
00401AB2  pop         ebx  
00401AB3  ret    

Answer 1

La idea detrás de esta versión es evitar el orden de prueba estricto (los retornos intermedios obligan al compilador a evaluar las condiciones una a la vez, en orden) así como la ramificación asociada con múltiples declaraciones if:

// return whether newboard includes a win
bool haswon2(uint64_t newboard)
{
    uint64_t y = newboard & (newboard >> 6);
    uint64_t z = newboard & (newboard >> 7);
    uint64_t w = newboard & (newboard >> 8);
    uint64_t x = newboard & (newboard >> 1);
    return (y & (y >> 2 * 6)) | // check / diagonal
           (z & (z >> 2 * 7)) | // check horizontal -
           (w & (w >> 2 * 8)) | // check / diagonal
           (x & (x >> 2));      // check vertical |
}

Con un nivel de optimización decente, realmente puede pensar en w, x, y y z como "alias" para los valores desplazados. Esto significa que la declaración de devolución final arroja toda la operación en una gran sopa para que el compilador juegue. En mi sistema, esta versión solo toma el 65% del tiempo de ejecución del original (incluida la sobrecarga de generar una posición aleatoria cada vez). Puede ganar por un porcentaje mayor si las juntas son principalmente no ganadoras.

Si miramos el desmontaje de cada uno (desde gcc -O3 ), la versión original es en realidad más corta, por lo que es probable que la falta de ramificación en el circuito interno apretado sea realmente útil.