a25_kharcs9 のバックアップ(No.10)

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バイナリサイズ比較

• (by K, 2025.07.27)

(1) これをコンパイルして（リンクはしないで）.textのサイズを調べる。

//#include "kharc.h"
int openWin(int xsiz, int ysiz);
int isClose(int win);
void wait(int msec);
void fillRect(int w, int xsiz, int ysiz, int x, int y, int col);
void drawLine(int w, int x0, int y0, int x1, int y1, int col);
int ff16Sqrt(int x);
int ff16Sin(int x);

void wave()
{
    int w, t, x, y, d, z, x1, y1, gx[1764], gy[1764];
    w = openWin(640, 480);
    for (t = 0; isClose(w) == 0; t++) {
        wait(8); fillRect(w, 640, 480, 0, 0, 0x000000);
        for (y1 = 0; y1 < 42; y1++) { y = y1 - 20;
            for (x1 = 0; x1 < 42; x1++) { x = x1 - 20;
                d = ff16Sqrt((x * x + y * y) * 65536);
                z = ff16Sin(((d * 652) >> 12) - 1043 * t) * 100 / (d + 327680);
                d = y1 * 42 + x1;
                gx[d] = (x * 8 - y * 8 + z * 0) + 320;
                gy[d] = (x * 4 + y * 4 + z * 1) + 240;
                if (x1 >= 1 && y1 >= 1) {
                    drawLine(w, gx[d - 43], gy[d - 43], gx[d - 42], gy[d - 42], 0x00ffff);
                    drawLine(w, gx[d - 43], gy[d - 43], gx[d -  1], gy[d -  1], 0x00ffff);
                }
            }
        }
    }
}

• このプログラムではintは32bit以上のビット幅を想定しています。

• wait()関数はミリ秒単位でsleepする関数ですが、sleepに入る前にグラフィックバッファをflushします（そういう仕様なのでコード内に明示的なflush関数の呼び出しはありません）。
• ff16Sqrt()やff16Sin()は下記のような動作をする関数です。

  int ff16Sqrt(int x) { return (int) (sqrt(x * (1.0 / 65536)) * 65536); }
  int ff16Sin(int x) { return (int) (sin(x * (2 * 3.14159265358979323 / 65536)) * 65536); }

• ちなみに実行するとこんな絵が出て、水面が動きます。
  • 

(2) 実験手順

>gcc --version
gcc (GCC) 3.4.5 (mingw-vista special r3)
Copyright (C) 2004 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

>gcc -c -Os 3dwave-bench.c

>objdump -h 3dwave-bench.o

3dwave-bench.o:     file format pe-i386

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         000001e4  00000000  00000000  0000008c  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00000000  00000000  00000000  2**2
                  ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00000000  00000000  00000000  2**2
                  ALLOC

• この場合、.textのサイズは0x1e4バイト。つまり484バイト。

• 実行ファイルは.textの情報だけからでは構築できないけれども、しかし大雑把には目安になると考えました。
• ELFでもCOFFでも（＝つまりオブジェクトファイルフォーマットが違っても）、.textの中身は基本的には同じになりますし、サイズも同じになります。

(3) 結果のまとめ

• [謝辞] この表の作成のためにkozosの坂井さんに多大なご協力をいただきました。 https://kozos.jp

(4) gccを使わずに、x86アセンブラ手書きで(1)のコードを作ってみた

• →307バイト

  [FORMAT "WCOFF"]
  [INSTRSET "i486p"]
  [OPTIMIZE 1]
  [OPTION 1]
  [BITS 32]
  [FILE '3dwave2.nas']
  GLOBAL _wave
  EXTERN __chkstk
  EXTERN _openWin
  EXTERN _isClose
  EXTERN _wait
  EXTERN _fillRect
  EXTERN _ff16Sqrt
  EXTERN _ff16Sin
  EXTERN _drawLine
  
  ; t:[ebp-4], x:[ebp-8], y:[ebp-12], w:[ebp-16], x1:esi, y1:edi
  
  [SECTION .text]
  _wave:
      pushad
      mov     ebp,esp
      mov     eax,16+1764*4*2
      call    __chkstk
      push    480
      push    640
      call    _openWin
      pop     ecx
      pop     ecx
      mov     dword [ebp-16],eax ; w
      xor     eax,eax
      mov     dword [ebp-4],eax  ; t
  lp0:
      push    8
      call    _wait
      xor     eax,eax
      push    eax
      push    eax
      push    eax
      push    480
      push    640
      push    dword [ebp-16] ; w
      call    _fillRect
      add     esp,28
      xor     edi,edi
  lp1:
      lea     eax,[edi-20]
      mov     dword [ebp-12],eax ; y
      xor     esi,esi
  lp2:
      lea     eax,[esi-20]
      mov     dword [ebp-8],eax  ; x
      mov     ecx,eax            ; x
      mov     edx,dword [ebp-12] ; y
      imul    eax,edi,42
      add     eax,esi
      lea     ebx,[esp+eax*8]
      lea     eax,[ecx+40]
      sub     eax,edx
      shl     eax,3
      mov     dword [ebx+0],eax  ; gx[d]=(x-y+40)*8
      lea     eax,[ecx+edx+60]
      shl     eax,2
      mov     dword [ebx+4],eax  ; gy[d]=(x+y+60)*4
      imul    ecx,ecx
      imul    edx,edx
      add     ecx,edx
      shl     ecx,16
      push    ecx
      call    _ff16Sqrt
      pop     edx
      push    eax ; d
      imul    eax,eax,652
      shr     eax,12
      mov     ecx,dword [ebp-4]  ; t
      imul    ecx,ecx,1043
      sub     eax,ecx
      push    eax
      call    _ff16Sin
      pop     ecx
      imul    eax,eax,100
      cdq
      pop     ecx ; d
      add     ecx,327680
      idiv    ecx
      add     dword [ebx+4],eax
      lea     eax,[esi-1]
      lea     ecx,[edi-1]
      or      eax,ecx
      js      skp0
      push    0xffff
      push    dword [ebx-42*8+4]
      push    dword [ebx-42*8+0]
      push    dword [ebx-43*8+4]
      push    dword [ebx-43*8+0]
      push    dword [ebp-16]
      call    _drawLine
      push    0xffff
      push    dword [ebx-1*8+4]
      push    dword [ebx-1*8+0]
      push    dword [ebx-43*8+4]
      push    dword [ebx-43*8+0]
      push    dword [ebp-16]
      call    _drawLine
      add     esp,48
  skp0:
      inc     esi
      cmp     esi,42
      jl      lp2
      inc     edi
      cmp     edi,42
      jl      lp1
      inc     dword [ebp-4]
      push    dword [ebp-16]
      call    _isClose
      pop     ecx
      test    eax,eax
      jz      lp0
      mov     esp,ebp
      popad
      ret
  
  ; >nask bench.nas bench.obj bench.lst

• （考察）手書きによって 383→307 になったので、手書きすれば 20% くらい削減できるというめやすを得た。

     

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