|
Страница 5 из 17
Время, проводимое в циклах, может считаться основной частью всего времени
выполнения программы. Наиболее важным в оптимизации циклов является
минимизация временных циклов микропроцессора, требуемых для одной итерации
цикла. Количество инструкций, генерируемых для цикла, не так важно, как
количество временных циклов, которое требуется для выполнения каждой
инструкции. Простой цикл и код, сгенерированный для него четырьмя
компиляторами, демонстрирует большое разнообразие в размере и качестве
кода (см. рис. 2). --------------------------------------------------------------¬ ¦РИСУНОК 2: Простой цикл ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦Исходный текст на Си BORLAND METAWARE ¦ ¦ Turbo C 1.5 High C 1.4 ¦ ¦(x) - врем. циклы (125) (87) ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦k5 = 10000; mov j5,0 mov j5,0 ¦ ¦j5 = 0; mov k5,10000 mov k5,10000 ¦ ¦do { @10: L00e3: ¦ ¦ k5 = k5 - 1; mov AX,k5 dec k5 ¦ ¦ j5 = j5 + 1; dec AX inc j5 ¦ ¦ i5 = (k5 * 3) / mov k5,AX mov AX,j5 ¦ ¦ (j5 * constant5); mov AX,j5 mov SI,AX ¦ ¦} while (k5 > 0); inc AX sal SI,2 ¦ ¦ mov j5,AX add SI,AX ¦ ¦ mov AX,k5 mov AX,k5 ¦ ¦ imul AX,AX,3 mov DX,AX ¦ ¦ push AX add DX,DX ¦ ¦ mov AX,j5 add DX,AX ¦ ¦ imul AX,AX,5 xchg AX,DX ¦ ¦ mov BX,AX cwd ¦ ¦ pop AX idiv SI ¦ ¦ cwd mov I5,AX ¦ ¦ idiv BX cmp k5,0 ¦ ¦ mov i5,AX jnle L00e3 ¦ ¦ cmp k5,0 ¦ ¦ jg @10 ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦ MICROSOFT WATCOM ¦ ¦ C 5.0 C 6.0 ¦ ¦ (46) (91) ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦ mov j5,10000 mov j5,0 ¦ ¦ mov k5,0 mov DI,10000 ¦ ¦ mov CX,30000 L4 dec DI ¦ ¦ sub SI,SI imul AX,DI,3 ¦ ¦ $0265: inc j5 ¦ ¦ sub CX,3 imul BX,j5,5 ¦ ¦ add SI,5 cwd ¦ ¦ mov AX,CX idiv BX ¦ ¦ cwd mov i5,AX ¦ ¦ idiv SI test DI,DI ¦ ¦ mov DI,AX jg L4 ¦ ¦ or CX,CX ¦ ¦ jg $0265 ¦ ¦ mov i5,DI ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦ Компилятор Microsoft C 5.0 выполнил снижение мощности на ¦ ¦ константном выражении и разместил в регистрах все ¦ ¦ переменные внутри простого цикла, включая вычисляемое ¦ ¦ значение i5. Высокая степень проведенного анализа цикла ¦ ¦ демонстрируется тем, что заключительные состояния k5 и j5 ¦ ¦ были определены заранее компилятором, а не позже, во ¦ ¦ время выполнения. ¦ L--------------------------------------------------------------
"Вынесение инвариантного (неизменяющегося) кода" - один из путей ускорения
циклов, заключающийся в вынесении выражений за пределы цикла, если
значения, ими вычисляемые, являются неизменными во время выполнения цикла.
Если инвариантный код выносится из следующего цикла:
unsigned char i,j,k,v,x;
for (i = 0; i < v; i++)
x = i * (j+k);
его логический эквивалент будет:
T1 = j + k;
for(i = 0; i < v; i++)
x = i * T1;
--------------------------------------------------------------¬ ¦РИСУНОК 3: Вынесение инвариантного кода - Microsofr C 5.0 ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦Исходный текст на Си MICROSOFT COMPUTER INNOVATIONS ¦ ¦ C 5.0 C86Plus 1.10 ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦for(i4=0;i4<=2;i4++) sub SI,SI mov i4,0 ¦ ¦ ivector2[i4] =j*k; mov AX,j jmp L44@2 ¦ ¦ imul k L9@2: ¦ ¦ mov [BP-4],AL mov AX,j ¦ ¦ $L20007: imul k ¦ ¦ mov AL,[BP-4] mov SI,i4 ¦ ¦ mov ivector2[SI],AL ¦ ¦ inc SI mov ivector2[SI],AL¦ ¦ cmp SI,2 inc i4 ¦ ¦ jle $L20007 L44@2: ¦ ¦ mov i4,SI cmp i4,2 ¦ ¦ jle L9@2 ¦ +-------------------------------------------------------------+ ¦ Вынесение инвариантного кода уменьшает время выполнения ¦ ¦ цикла путем вынесения неизменяющихся выражений из тела ¦ ¦ цикла. В отличие от Computer Innovations C86Plus 1.10, ¦ ¦ компилятор Microsoft C 5.0 успешно выносит выражение j * h ¦ ¦ за пределы цикла, так что оно выполняется только один раз, ¦ ¦ вместо того, чтобы выполняться на каждой итерации цикла. ¦ L-------------------------------------------------------------- |