c - 准确理解汇编语言如何提高效率

Question

我生成了两个程序集文件 - 一个已优化，另一个未优化。打开优化生成的汇编语言代码应该比其他汇编语言代码更高效。我更感兴趣的是如何实现效率。据我了解，在非优化版本中，始终必须对寄存器 %rbp 进行偏移调用才能查找地址。在优化版本中，地址存储在寄存器中，因此您不必依赖并调用 %rbp 来查找它们。

我说得对吗？如果是这样，优化后的版本会不会有没有优势的时候呢？感谢您抽出时间。

这是一个将 42 GIF 转换为 CYMK 的函数。

void rgb2cmyk(int r, int g, int b, int ret[]) {
int c = 255 - r;
int m = 255 - g;
int y = 255 - b;
int k = (c < m) ? (c < y ? c : y) : (m < y ? m : y);
c -= k; m -= k; y -= k;
ret[0] = c; ret[1] = m; ret[2] = y; ret[3] = k;
}

这是尚未优化的汇编语言代码。注意我已经使用 ;; 做了笔记在代码中。

无选择:

   .section   __TEXT,__text,regular,pure_instructions
   .globl   _rgb2cmyk
   .align   4, 0x90
_rgb2cmyk: ## @rgb2cmyk
   .cfi_startproc
## BB#0:
   pushq   %rbp
Ltmp2:
   .cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp3:
   .cfi_offset %rbp, -16
   movq   %rsp, %rbp
Ltmp4:
   .cfi_def_cfa_register %rbp
   ;;initializing variable c, m, y
   movl   $255, %eax
   movl   %edi, -4(%rbp)
   movl   %esi, -8(%rbp)
   movl   %edx, -12(%rbp)
   movq   %rcx, -24(%rbp)
   movl   %eax, %edx
   subl   -4(%rbp), %edx
   movl   %edx, -28(%rbp)
   movl   %eax, %edx
   subl   -8(%rbp), %edx
   movl   %edx, -32(%rbp)
   subl   -12(%rbp), %eax
   movl   %eax, -36(%rbp)

   movl   -28(%rbp), %eax
   ;;compare
   cmpl   -32(%rbp), %eax
   jge   LBB0_5
## BB#1:
   movl   -28(%rbp), %eax
   cmpl   -36(%rbp), %eax
   jge   LBB0_3
## BB#2:
   movl   -28(%rbp), %eax
   movl   %eax, -44(%rbp) ## 4-byte Spill
   jmp   LBB0_4
LBB0_3:
   movl   -36(%rbp), %eax
   movl   %eax, -44(%rbp) ## 4-byte Spill
LBB0_4:
   movl   -44(%rbp), %eax ## 4-byte Reload
   movl   %eax, -48(%rbp) ## 4-byte Spill
   jmp   LBB0_9
LBB0_5:
   movl   -32(%rbp), %eax
   cmpl   -36(%rbp), %eax
   jge   LBB0_7
## BB#6:
   movl   -32(%rbp), %eax
   movl   %eax, -52(%rbp) ## 4-byte Spill
   jmp   LBB0_8
LBB0_7:
   movl   -36(%rbp), %eax
   movl   %eax, -52(%rbp) ## 4-byte Spill
LBB0_8:
   movl   -52(%rbp), %eax ## 4-byte Reload
   movl   %eax, -48(%rbp) ## 4-byte Spill
LBB0_9:
   movl   -48(%rbp), %eax ## 4-byte Reload
   movl   %eax, -40(%rbp)
   movl   -40(%rbp), %eax
   movl   -28(%rbp), %ecx
   subl   %eax, %ecx
   movl   %ecx, -28(%rbp)
   movl   -40(%rbp), %eax
   movl   -32(%rbp), %ecx
   subl   %eax, %ecx
   movl   %ecx, -32(%rbp)
   movl   -40(%rbp), %eax
   movl   -36(%rbp), %ecx
   subl   %eax, %ecx
   movl   %ecx, -36(%rbp)
   movl   -28(%rbp), %eax
   movq   -24(%rbp), %rdx
   movl   %eax, (%rdx)
   movl   -32(%rbp), %eax
   movq   -24(%rbp), %rdx
   movl   %eax, 4(%rdx)
   movl   -36(%rbp), %eax
   movq   -24(%rbp), %rdx
   movl   %eax, 8(%rdx)
   movl   -40(%rbp), %eax
   movq   -24(%rbp), %rdx
   movl   %eax, 12(%rdx)
   popq   %rbp
   retq
   .cfi_endproc


.subsections_via_symbols

优化:

   .section   __TEXT,__text,regular,pure_instructions
   .globl   _rgb2cmyk
   .align   4, 0x90
_rgb2cmyk: ## @rgb2cmyk
   .cfi_startproc
## BB#0:
   pushq   %rbp
Ltmp2:
   .cfi_def_cfa_offset 16
Ltmp3:
   .cfi_offset %rbp, -16
   movq   %rsp, %rbp
Ltmp4:
   .cfi_def_cfa_register %rbp
   movl   $255, %r8d
   movl   $255, %eax
   subl   %edi, %eax
   movl   $255, %edi
   subl   %esi, %edi
   subl   %edx, %r8d
   cmpl   %edi, %eax ##;; compare m and c
   jge   LBB0_2
## BB#1: ;; c < m
   cmpl   %r8d, %eax ## compare y and c
   movl   %r8d, %edx
   cmovlel   %eax, %edx
   jmp   LBB0_3
LBB0_2: ##;; c >= m
   cmpl   %r8d, %edi ## compare y and m
   movl   %r8d, %edx
   cmovlel   %edi, %edx
LBB0_3:
   subl   %edx, %eax
   subl   %edx, %edi
   subl   %edx, %r8d
   movl   %eax, (%rcx)
   movl   %edi, 4(%rcx)
   movl   %r8d, 8(%rcx)
   movl   %edx, 12(%rcx)
   popq   %rbp
   retq
   .cfi_endproc


.subsections_via_symbols

Answer 1

是的。优化版本通过将中间值存储在寄存器中而不是一遍又一遍地重新加载它们来执行更少的内存读取操作。

您使用的call是错误的。这是一个技术术语，意味着将返回地址压入堆栈并分支到新的指令位置。您所说的术语只是使用寄存器。

你能想出更长、更慢的代码“更好”的原因吗？