C与汇编程序的效率

Question

以下汇编代码的速度有多快：

shl ax, 1

与以下C代码相对应：

num = num * 2;

我怎么能找到？

Answer 1

您的装配变量可能更快，可能更慢。 是什么让你认为它必然更快？

在x86平台上，有很多方法可以将某些东西乘以2.我希望编译器能够add ax, ax ，这比你的shl更直观，因为它不涉及可能存储的常量（'1 '在你的情况下）。

而且，很长一段时间，在x86平台上，用常数乘以东西的首选方法不是移位，而是一个lea操作（如果可能的话）。 在上面的示例中，这将是lea eax, [eax*2] 。 （乘以3的乘法将通过lea eax, [eax*2+eax] ）

轮班操作在某种程度上“更快”的信念对于新手而言是一个很好的老故事，今天几乎没有相关性。 而且，和往常一样，大多数情况下，您的编译器（如果它是最新的）对基础硬件平台的了解要远远超过对转换操作的天真热爱。

Answer 2

无论如何，这是一个学术问题吗？ 我假设你明白它属于“理发减肥”的一般范畴。

Answer 3

如果您正在使用GCC ，请询问使用选项-S查看生成的程序集。 您可能会发现它与汇编程序指令相同。

要回答原来的问题，上外的顺序处理器指令速度由吞吐量和延迟测量，你会使用这两种措施RDTSC汇编指令。 但是其他人为你做了很多处理器，所以你不需要打扰。 PDF

Answer 4

在大多数情况下，它不会有所作为。 乘法在几乎所有现代硬件上都很快。 特别是，它通常足够快，除非你有精心设计的手动优化代码，否则管道将隐藏整个延迟，你将看不到两种情况之间的速度差异。

当您单独执行它们时，您可以测量乘法和移位的性能差异，但在其余编译代码的上下文中通常没有任何差异。 （正如我所指出的，如果代码经过精心优化，这可能不成立）。

现在，也就是说，移位通常仍然比乘法更快，并且几乎任何合理的编译器都会将固定的2次幂乘法映射到移位中（假设语义在目标体系结构上实际上是等效的）。

编辑：如果您真的关心这是x+x您可能想要尝试的另一件事。 我知道至少有一种架构，它实际上可以比移动更快，具体取决于周围环境。

Answer 5

如果你有一个不错的编译器，它将生成相同或类似的代码。 最好的方法是反汇编并检查创建的代码。

Answer 6

正如你在这里看到的那样，答案取决于许多事情。 编译器对C代码的作用取决于很多东西。 如果我们正在讨论x86-32，那么通常应该适用以下内容。

在基本级别，你的C代码表示一个内存变量，它需要至少一条指令乘以2：“shl mem，1”，在这种简单的情况下，C代码会慢一些。

如果num是局部变量，编译器可能会决定将其放入寄存器中（如果它经常使用和/或函数足够小），那么您将获得“shl reg，1”指令 - 也许。

最快的指令与它们在处理器中的实现方式有关。 Shl可能不是最佳选择，因为它影响C和Z标志，这会降低它的速度。 几年前，推荐是“lea reg，[reg + reg]”（所有reg都是相同的）因为lea没有影响任何标志，并且存在变体，例如（在x86-32平台上使用eax寄存器作为例）：

lea eax,[eax+eax]    ; *2
lea eax,[eax+eax*2]  ; *3
lea eax,[eax+eax*4]  ; *5
lea eax,[eax+eax*8]  ; *9

我不知道今天的规范是什么，但你的编译器可能会。

至于在rdtsc指令上测量信息搜索，rdtsc指令是计算实际时钟周期的最佳选择。

Answer 7

将它们放在一个带有计数器的循环中，计数器如此之高，以至于在最快的情况下运行至少一秒钟。 使用您最喜欢的计时机制来查看每个计时的时间。

装配案例应在与用于纯C测试的相同C程序中使用内联汇编完成。 否则，你不是在比较苹果和苹果。

顺便说一句，我认为你应该添加第三个测试：

num <<= 1;

那么问题是这是否与装配版本相同。

Answer 8

如果，对于您的目标平台，向左移动是将数字乘以2的最快方法，那么编译器编译代码时可能会这样做。 看看反汇编来检查

因此，对于那一行，它可能完全相同的速度。 但是，由于你不太可能有一个只包含那一行的函数，你可能会发现编译器会推迟移位直到使用该值，或者将其与周围的代码混合在一起，使其不那么明确。 一个好的优化编译器通常可以很好地击败穷人到平均手写程序集。

Answer 9

如果现在最新的编译器（vc9）确实做得很好，它会比vc6大得多，而且不会发生这种情况，这就是为什么我甚至更喜欢使用VC6来运行比在mingw中编译的代码更快的代码。 -O3和VC9与/ Ox