C代码分析

这里是我写在64位linux机器上的函数。C代码分析

void myfunc(unsigned char* arr) //array of 8 bytes is passed by reference 
{ 
    unsigned long a = 0; //8 bytes 
    unsigned char* LL = (unsigned char*) &a; 

    LL[0] = arr[6]; 
    LL[1] = arr[3]; 
    LL[2] = arr[1]; 
    LL[3] = arr[7]; 
    LL[4] = arr[5]; 
    LL[5] = arr[4]; 
    LL[6] = arr[0]; 
    LL[7] = arr[2]; 
}

现在我的问题是：

威尔变量“a”被存储在一个寄存器，使得它不会被一次又一次地从RAM或chache访问？
在64位体系结构上工作时，我应该假设'arr'数组将被存储在一个寄存器中，因为函数参数存储在一个64位体系结构的寄存器中？
指针类型转换的效率如何？我的猜测是它应该效率低下？

任何帮助将appriciated。

问候

来源

2010-10-01 Jewel Thief

a无法存储在寄存器中，因为您已经使用了它的地址。（valdo正确地指出，一个非常聪明的编译器可能优化数组访问到位操作，并将a留在一个寄存器中，但我从来没有见过编译器这样做，我不确定它会变得更快）。
arr（指针本身）存储在一个寄存器（%edi，在amd64上）。内存中的的内容。

指针类型铸造本身通常根本不产生任何代码。然而，用类型转换来做愚蠢的事情会导致非常低效的代码，甚至导致代码的行为未定义。

它看起来像你试图排列一个数组中的字节，然后将它们推到一个数字，并且你的例子生成的机器代码不是非常糟糕的。 David建议使用shift和mask操作，而不是这样（如果你的代码需要在一个big-endian机器上运行，这也可以避免问题），并且还有SSE向量排列指令，但是我听说他们很友善的痛苦使用。顺便说一句，你应该使你的示例函数的返回类型为unsigned long，并将return a;放在最后;那么你可以使用gcc -O2 -S，看看你从编译中得到了什么。没有改变返回a，GCC将愉快地优化功能的整个身体，因为它没有外部可见的副作用。

来源

2010-10-01 18:08:51 zwol

好，所以'a'或'arr'都不会存储在寄存器中。这个代码中的缓存命中呢？我能否假设读写变量'arr'和'a'产生100％缓存命中？ – 2010-10-01 18:31:11

是的，这可能是一个安全的假设 - 我能想到的唯一的事情就是如果你在函数中间切换上下文非常不幸，那么当控制回到你的过程时，它们可能不会再被缓存了。 – zwol 2010-10-01 18:34:24

你可能会做的更好使用显式移位和掩码指令来实现这一点，而不是使用数组索引。

数组操作将使编译器难以使用寄存器，因为通常没有指令执行诸如“从寄存器A的第3个字节装入8位”的指令。（一个优化编译器可能找出可以用shift/mask来做到这一点，但我不确定它有多可能）。

来源

2010-10-01 18:08:16

关于变量a将被存储在寄存器中的问题是一个优化问题。由于没有volatile修饰符恕我直言智能编译器会做到这一点。
这是一个调用约定的问题。如果按照惯例，单个指针参数被传送到一个寄存器中 - 那么将是arr。
指针类型转换不是CPU解释的操作。没有为它生成的代码。它只是编译器关于你的意思的信息。

（其实有时铸造确实会产生额外的代码，但是这涉及到多重继承和多态）

来源

2010-10-01 18:13:34 valdo

GCC不会将'a'优化成一个寄存器，而且我不确定在这种情况下它会更快。我提交了http://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=45861看看他们的想法。 – zwol 2010-10-01 18:35:43

扎克！我在海湾合作委员会网站看到过你的帖子。您在C文件中编写的第二个按位操作函数在char数组上进行了大量类型转换。你能告诉我这些类型的铸件应该是多么膨胀吗？对不起，我不太了解汇编代码，所以无法读取它。 – 2010-10-01 18:49:25

你为什么如此担心类型转换的成本？一般来说，使用C来投射零或一条指令。它们完全不像高级语言中的转换操作。（在这种情况下，它们本身并不做任何事情，但是它们强制编译器发出在寄存器的整个宽度上运行的移位指令 - 这是必要的，或者所有的移位都会产生零，而不是所有你想要的。） – zwol 2010-10-02 01:41:20

取决于你的优化级别。您可以检查程序集以回答您的问题。使用gcc，使用“-S”标志。

gcc -S -O0 -o /tmp/xx-O0.s /tmp/xx.c 
gcc -S -O3 -o /tmp/xx-O3.s /tmp/xx.c

生成的组件是完全不同。（请务必将return a;更改为Zack建议的更改。）

另请参阅this message关于如何生成混合c /汇编列表（通过优化快速变得无用）的提示。

来源

2010-10-01 18:22:24 bstpierre

回答

相关问题