我刚刚开始学习汇编并使用 C++ 的 asm{} 主体和 C-Free 5.0 中的 Digital-Mars 编译器制作一些自定义循环来交换两个变量
启用-o(优化)
并得到结果:
time of for-loop(cycles) 844
time of while-loop(cycles) 735
time of custom-loop-1(cycles) 562
time of custom-loop-2(cycles) 469
我找不到要比较的 Digital-Mars 编译器“asm 输出”选项。 构建选项中没有其他优化选项。 我应该改变我的编译器吗？如果有，是哪一个？ 你能看看下面的代码并告诉我为什么自定义循环更快吗？
这是标准的 for 循环:
t1=clock();
for(int i=0;i<200000000;i++)
{
temp=a;//instruction 1
a=b;//instruction 2
b=temp;//3 instructions total
}
t2=clock();
printf("\n time of for-loop(increasing) %i \n",(t2-t1));
这是标准的 while 循环:
t1=clock();
while(j<200000000)
{
temp=a;//again it is three instructions
a=b;
b=temp;
j++;
}
t2=clock();
printf("\n time of while-loop(cycles) %i \n",(t2-t1));
这是我的自定义循环 1:
t1=clock();
j=200000000;//setting the count
__asm
{
pushf //backup
push eax //backup
push ebx //backup
push ecx //backup
push edx //backup
mov ecx,0 //init of loop range(0 to 200000000)
mov edx,j
do_it_again: //begin to loop
mov eax,a //basic swap steps between cpu and mem(cache)
mov ebx,b
mov b,eax
mov a,ebx //four instructions total
inc ecx // j++
cmp ecx,edx //i<200000000 ?
jb do_it_again // end of loop block
pop edx //rolling back to history
pop ecx
pop ebx
pop eax
popf
}
t2=clock();
printf("\n time of custom-loop-1(cycles) %i \n",(t2-t1));
这是我的第二个自定义循环:
t1=clock();
j=200000000;//setting the count
__asm
{
pushf //backup
push eax
push ebx
push ecx
push edx
mov ecx,0 //init of loop range(0 to 200000000)
mov edx,j
mov eax,a //getting variables to registers
mov ebx,b
do_it_again2: //begin to loop
//swapping with using only 2 variables(only in cpu)
sub eax,ebx //a is now a-b
add ebx,eax //b is now a
sub eax,ebx //a is now -b
xor eax,80000000h //a is now b and four instructions total
inc ecx // j++
cmp ecx,edx //i<200000000 ?
jb do_it_again2 // end of loop block
pop edx //rollback
pop ecx
pop ebx
pop eax
popf
}
t2=clock();
printf("\n time of custom-loop-2(cycles) %i \n",(t2-t1));
完整代码:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
int j=0;
int a=0,b=0,temp=0;
srand(time(0));
time_t t1=0;
time_t t2=0;
t1=clock();
for(int i=0;i<200000000;i++)
{
temp=a;//instruction 1
a=b;//instruction 2
b=temp;//3 instructions total
}
t2=clock();
printf("\n time of for-loop(cycles) %i \n",(t2-t1));
t1=clock();
while(j<200000000)
{
temp=a;//again it is three instructions
a=b;
b=temp;
j++;
}
t2=clock();
printf("\n time of while-loop(cycles) %i \n",(t2-t1));
t1=clock();
j=200000000;//setting the count
__asm
{
pushf //backup
push eax //backup
push ebx //backup
push ecx //backup
push edx //backup
mov ecx,0 //init of loop range(0 to 200000000)
mov edx,j
do_it_again: //begin to loop
mov eax,a //basic swap steps between cpu and mem(cache)
mov ebx,b
mov b,eax
mov a,ebx //four instructions total
inc ecx // j++
cmp ecx,edx //i<200000000 ?
jb do_it_again // end of loop block
pop edx //rolling back to history
pop ecx
pop ebx
pop eax
popf
}
t2=clock();
printf("\n time of custom-loop-1(cycles) %i \n",(t2-t1));
t1=clock();
j=200000000;//setting the count
__asm
{
pushf //backup
push eax
push ebx
push ecx
push edx
mov ecx,0 //init of loop range(0 to 200000000)
mov edx,j
mov eax,a //getting variables to registers
mov ebx,b
do_it_again2: //begin to loop
//swapping with using only 2 variables(only in cpu)
sub eax,ebx //a is now a-b
add ebx,eax //b is now a
sub eax,ebx //a is now -b
xor eax,80000000h //a is now b and four instructions total
inc ecx // j++
cmp ecx,edx //i<200000000 ?
jb do_it_again2 // end of loop block
pop edx //rollback
pop ecx
pop ebx
pop eax
popf
}
t2=clock();
printf("\n time of custom-loop-2(cycles) %i \n",(t2-t1));
return 0;
}
我刚刚在学习 C++ 和汇编，想知道事情进展如何。 谢谢
windows xp, pentium 4 (2 GHz) Digital-Mars in C-Free
最佳答案
该编译器生成的代码非常糟糕。使用 objconv 反汇编目标文件后，这是我对第一个 for 循环的了解。
?_001: cmp dword [ebp-4H], 200000000 ; 0053 _ 81. 7D, FC, 0BEBC200
jge ?_002 ; 005A _ 7D, 17
inc dword [ebp-4H] ; 005C _ FF. 45, FC
mov eax, dword [ebp-18H] ; 005F _ 8B. 45, E8
mov dword [ebp-10H], eax ; 0062 _ 89. 45, F0
mov eax, dword [ebp-14H] ; 0065 _ 8B. 45, EC
mov dword [ebp-18H], eax ; 0068 _ 89. 45, E8
mov eax, dword [ebp-10H] ; 006B _ 8B. 45, F0
mov dword [ebp-14H], eax ; 006E _ 89. 45, EC
jmp ?_001 ; 0071 _ EB, E0
任何看过某个程序集的人都应该清楚这些问题。
循环非常依赖于
eax中的值。这使得任何乱序执行几乎不可能，因为每条下一条指令都会在该寄存器上创建依赖关系。有六个通用寄存器可用(因为
ebp和esp在大多数设置中并不是真正通用的)，但是您的编译器使用它们中的无，退回到使用本地堆栈。当速度是优化目标时，这是绝对不能接受的。我们甚至可以看到当前循环索引存储在[ebp-4H]中，而它本来可以很容易地存储在寄存器中。cmp指令使用内存和立即操作数。这是最慢的操作数组合，在性能受到威胁时不应使用。不要让我开始谈论代码大小。这些指令有一半是不必要的。
总而言之，我要做的第一件事就是尽早放弃该编译器。但话又说回来，看到它提供“内存模型”作为其选项之一，似乎真的不能抱太大希望。
关于c++ - 为什么自定义循环更快？糟糕的编译器？不安全的自定义代码？运气？(幸运缓存命中)，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/11529778/