実行環境
CPU ryzen 5 3600
OS windows10 64bit上のvirtual boxでUbuntu 18.04.5 LTSを起動
アセンブラ nasm
オプション -f elf64
コンパイラ clang
オプション -O0
8バイトにアライメントされていないchar *型を整数型にキャストした時エラーが起きないのはなぜですか?
過去の質問↑で教えていただいたサイトにアライメント制約のないx86でもアラインされていないデータの読み出しはメモリアクセス回数が増えて実行速度が落ちるという趣旨の記述がありました。↓
http://www5d.biglobe.ne.jp/~noocyte/Programming/Alignment.html#AlignmentTolerantCPU
そこで下記のようなコードを作成し、time
コマンドで速度を図って試してみたのですが、実行速度に差がありませんでした
これは意図したとおりの検証になっているのでしょうか?([rdi]がキャッシュされていて正しく検証できていないなど・・・)
section .text
global test
test:
xor rax, rax
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
mov rax, [rdi]
ret
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <limits.h>
size_t test(char *s);
int main()
{
char *s = "123456789abcdefghijklmn";
uintptr_t i = (uintptr_t)s % 8;
s += ((8 - i) % 8); //アライメントあり
//s += !((8 - i) % 8); //アライメントなし
printf("%p\n", s);
long l = 0;
while (l++ < INT_MAX)
test(s);
}
これまでの自分の認識では
仮に以下のようなメモリの状態だった場合
('|'はワード境界)
| * * '2' '3' '4' '5' '6' '7' | '8' '9'
'2'のアドレスに対してロード命令で8byte raxに読み込んだ場合
raxの状態は
| * * '2' '3' '4' '5' '6' '7' |
上記の様になる想定だった(CPUはワードサイズの倍数単位のアドレスでしかメモリにアクセスできないと思っていました)のですが、実際にコードを書いてみるとraxの下位1バイトは'2'になっていました
これまでは、アライメント制約がなくても実行速度上はアラインされていた方がいいのだろうと思っていましたが、もしかしてx86ではアライメントを気にする必要はほぼないのでしょうか?
例えば下記glibcのstrlenの実装では、最初にアライメントを揃える処理をしていますが、x86においてはこの処理は全く必要ないのでしょうか?
https://github.com/lattera/glibc/blob/master/string/strlen.c