Optimize std::to_chars
authorAntony Polukhin <antoshkka@gmail.com>
Fri, 30 Aug 2019 16:25:24 +0000 (16:25 +0000)
committerJonathan Wakely <redi@gcc.gnu.org>
Fri, 30 Aug 2019 16:25:24 +0000 (17:25 +0100)
commit7259a9d577b05735ccbb8bf808d14a702bf6d8c2
treeea225c300bd988315ace2c694414a210440b8747
parent1ecaf589db96cd981feaa78c9c55244732fb0cad
Optimize std::to_chars

Bunch of micro optimizations for std::to_chars:
* For base == 8 replacing the lookup in __digits table with arithmetic
computations leads to a same CPU cycles for a loop (exchanges two movzx
with 3 bit ops). However this saves 129 bytes of data and totally avoids
a chance of cache misses on __digits.
* For base == 16 replacing the lookup in __digits table with
arithmetic computations leads to a few additional instructions, but
totally avoids a chance of cache misses on __digits (- ~9 cache misses
for worst case) and saves 513 bytes of const data.
* Replacing __first[pos] and __first[pos - 1] with __first[1] and
__first[0] on final iterations saves ~2% of code size.
* Removing trailing '\0' from arrays of digits allows the linker to
merge the symbols (so that "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" and
"0123456789abcdef" could share the same address). This improves data
locality and reduces binary sizes.
* Using __detail::__to_chars_len_2 instead of a generic
__detail::__to_chars_len makes the operation O(1) instead of O(N). It
also makes the code two times shorter.

In sum: this significantly reduces the size of a binary (for about 4KBs
only for base-8 conversion), deals with latency (CPU cache misses)
without changing the iterations count and without adding costly
instructions into the loops.

2019-08-30  Antony Polukhin  <antoshkka@gmail.com>

* include/std/charconv (__detail::__to_chars_8)
__detail::__to_chars_16): Replace array of precomputed digits with
arithmetic operations to avoid CPU cache misses. Remove zero
termination from array of digits to allow symbol merge with generic
implementation of __detail::__to_chars. Replace final offsets with
constants. Use __detail::__to_chars_len_2 instead of a generic
__detail::__to_chars_len.
(__detail::__to_chars): Remove zero termination from array of digits.
(__detail::__to_chars_2): Leading digit is always '1'.

From-SVN: r275205
libstdc++-v3/ChangeLog
libstdc++-v3/include/std/charconv