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얼마 전에 페이스북에 올라온 질문인데, “MIPS 어셈블리 코드 중 beq
를 안쓰고 bne
를 쓰는 이유는 무엇인가요?” 라는 질문이다.
아래와 같은 C 언어 코드가 있고,
if (i == j) f = g + h; else f = g - h;
이를 순서도로 나타내면 다음과 같다.
컴파일러와 최적화 옵션에 따라 생성되는 어셈블리 인스트럭션이 아래와 똑같다고 말할 수 없다.
일반적으로 컴파일러는 인스트럭션을 생성할 때 조건문의 경우 반대 조건으로 해석해서 인스트럭션을 작성한다. 이런 경우 대부분 인스트럭션의 크기가 짧아지기 때문에 더 적은 클럭에서 명령을 수행할 수 있기 때문이다. 따라서 아래와 같은 어셈블리 코드가 생성된다.
# bne 를 사용하는 코드
bne $s3, $s4, Else
add $s0, $s1, $s2
j Exit
Else:
sub $s0, $s1, $s2
Exit:
다음은 beq
를 사용하는 코드이다.
# beq 를 사용하는 코드
beq $s3, $s4, Then
sub $s0, $s1, $s2
j Exit
Then:
add $s0, $s1, $s2
Exit:
어?? 이상하다. 책의 내용을 보면 분명 ‘더 효율적이다.’ 라고 언급하는데, 무엇이 더 효율적인지 우열을 가리기 힘들다. 맞다. 단항 비교 연산인 경우 비교적으로 bne
와 beq
의 코드 길이에 대한 효율성 차이는 그리 크지 않다.
그렇다면, bne
가 더 효율적이려면 다음의 코드로 생각을 해보자.
if (i==j && i==k) f = g + h; else f = g - h;
바로 각각 beq
코드와 bne
코드로 구현해 보자.
# beq 를 사용하는 코드
beq $s3, $s4, And
j Else
And:
beq $s3, $s5, Then:
j Else
Then:
add $s0, $s1, $s2
j Exit
Else:
sub $s0, $s1, $s2
Exit:
다음 코드는 bne
를 사용하는 코드이다.
bne $s3, $s4, Else
bne $s3, $s5, Else
add $s0, $s1, $s2
j Exit
Else:
sub $s0, $s1, $s2
Exit:
위 두 코드의 결과를 보면 확실하게 bne
코드의 결과가 적은 인스트럭션을 생성하는 것을 볼 수 있다. AT&T, x86, ARM 코어 등을 막론하고 대부분 조건 비교는 (!contidion) 형태를 띄고 있다.
참고로 더 자세한 내용을 알고 싶다면 필자가 추천하는 뇌를 자극하는 프로그래밍 원리 : CPU부터 OS까지 책을 참고하길 바란다. 참 좋은 책이다 ^^
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