🔥 Оптимизация целочисленного деления: Clang vs GCC vs MSVC

Автор блога NukeTheBees решил проверить, как разные компиляторы оптимизируют преобразование 1D-индекса в 3D-координаты сетки. Эта частая задача требует вычисления как частного, так и остатка от деления.

Архитектура x86 позволяет сделать это максимально эффективно - всего двумя инструкциями idiv (она одновременно вычисляет и частное, и остаток, помещая их в разные регистры). Автор протестировал два подхода на C++:
1️⃣ Стандартные операторы / и %
2️⃣ Использование функции std::div

📊 Что показали компиляторы?

🔹 Вариант с операторами (/ и %):
🏆 Clang сгенерировал идеальный код: всего 2 инструкции idiv и никаких лишних обращений к памяти.
🥈 GCC тоже справился за 2 idiv, но зачем-то скинул промежуточные результаты в стек перед возвратом.
❌ MSVC оплошал и выдал избыточную третью инструкцию деления при вычислении y.

🔹 Вариант с std::div (в надежде помочь компилятору):
✅ MSVC резко исправился, заинлайнил вызовы и выдал те самые оптимальные 2 idiv.
❌ Зато Clang и GCC внезапно отказались инлайнить std::div! В итоге они сгенерировали настоящие вызовы функций (call div), что из-за накладных расходов делает этот код медленнее первого варианта.

💡Ни один из подходов на C++ не смог заставить все три компилятора выдать идеальный машинный код. Поэтому для критически важных участков производительности не стоит слепо доверять компилятору - всегда заглядывайте в сгенерированный ассемблер (например, через Compiler Explorer).

🔗 Подробный разбор ассемблерного кода читайте в статье: https://nukethebees.com/int-division-modulo-optimisation-differences-clang-gcc-msvc/

#cpp #programming

👉 @cpp_lib