【トリッキーなコード】Duff's device(ダフのデバイス)について (C言語)

Duffという人が考えた Duff's deviceという、有名なC言語のトリッキーコードがあります＾＾；）

それがこちらのコード↓↓

/* countは 「 必ずcount > 0 である」という前提 */
switch (count % 8)
 {
   case 0:  do {  *to = *from++;
   case 7:        *to = *from++;
   case 6:        *to = *from++;
   case 5:        *to = *from++;
   case 4:        *to = *from++;
   case 3:        *to = *from++;
   case 2:        *to = *from++;
   case 1:        *to = *from++;
            } while ((count -= 8) > 0);
 }
do {} whileの中にcase文が入っていて、見るからに怪しさ満点のコードなのですが、
なんとビックリ、このコードはC言語の正当なコーディング手法なんだそうです！ ( ﾟДﾟ)・・・ﾎﾟｶｰﾝ


※ 補足しておくと、case文とはただのラベルに過ぎず、ブロック中にあっても有効
 （これをcaseラベルのfall-through特性というらしい）との事。


そして、上記コードは、以下のコードを最適化したものです。
do {
   *to = *from++;
 } while (--count > 0);
連続コピーを行うコードなのですが、
メモリマップされたデバイスの出力レジスタへのコピーの為、*toにインクリメントがつきません。

ループ展開することによって、処理を高速化しています。


・・・ということで、早速テスト開始～♪

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>

int main(void)
{
    char * psz1 = calloc(100, sizeof(char));
    char * psz2 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    char * to   = psz1;
    char * from = psz2;

    int  count  = (int)strlen(from);

    do {
        *to++ = *from++;
    } while (--count > 0);

    // *to = NULL;

    puts(psz1);
    puts(psz2);
}
文字列をコピーするテストコードです＾＾；）

ＰＣでテストする際は、*toにインクリメントをつけます。
また、callocではなくmallocでメモリ領域を割当てた場合は、最後に *to = NULLをするのを忘れないようにします。

実行結果は以下の通り



そして、Duff's device風にコードを書き換えて実行してみます。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>

int main(void)
{
    char * psz1 = calloc(100, sizeof(char));
    char * psz2 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    char * to   = psz1;
    char * from = psz2;

    int  count  = (int)strlen(from);

    switch (count % 8) {
       case 0:  do {  *to++ = *from++;
       case 7:        *to++ = *from++;
       case 6:        *to++ = *from++;
       case 5:        *to++ = *from++;
       case 4:        *to++ = *from++;
       case 3:        *to++ = *from++;
       case 2:        *to++ = *from++;
       case 1:        *to++ = *from++;
                } while ((count -= 8) > 0);
     }

    puts(psz1);
    puts(psz2);
}

実行結果は以下の通り


最適化前のコードと同じ動作をしていることが、無事に確認できました～＾＾；）



ちなみに、最適化前コードの以下の部分は、
int  count  = (int)strlen(from);

do {
    *to++ = *from++;
} while (--count > 0);

以下の様に書き直すことができます。
while (*to++ = *from++);
Ｋ＆Ｒで推奨されている、strcpyのやり方です。




ひょっとしたら参考になるかもしれないページ ： switchステートメント