C語言寫法及效能差異

這是Bee的舊文章，貼出來讓大家參考。

這是Bee見過最好的文章，來解釋指標效能及寫法的影響。
取自"Pointer on C"由Kenneth A. Reek所著。
簡體書為"C和指針"，人民郵電出版社出版。
內容的一段我簡單說明。

範例是使用68000處理器
程式碼共用此段宣告
#define SIZE 50
int x[SIZE];
int y[SIZE];
int i;
int *p1, *p2;


第一個程式
void try1()
{
        for( i =0; i< SIZE; i++ )
                x[i] = y[i];
}
很直覺的寫法。
組合語言碼為
_try1:  clrl    _i
        jra     L20
L20001: movl    _i,d0
        asll    #2,d0
        movl    #_y,a0
        movl    _i,d1
        asll    #2,d1
        movl    #_x,a1
        movl    a0@(0,d0:L),a1@(0,d1:L)
        addql   #1,_i
L20:    moveq   #50,d0
        cmpl    _i,d0
        jgt     L20001


第二個程式
void try2()
{
        for( p1 = x, p2 = y; p1 - x < SIZE; )
                *p1++ = *p2++;
}              
改使用指標。
組合語言碼為
_try2:  movl    #_x,_p1
        movl    #_y,_p2
        jra     L25
L20003: movl    _p2,a0
        movl    _p1,a1
        movl    a0@,a1@
        addql   #4,_p2
        addql   #4,_p1
L25:    moveq   #4,d0
        movl    d0,sp@-
        movl    _p1,d0
        subl    #_x,d0
        movl    d0,sp@-
        jbsr    ldiv
        addql   #8,sp
        moveq   #50,d1
        cmpl    d0,d1
        jgt     L20003
組合語言碼變長了，而且因為指標相減調整(除4)而去呼叫ldiv函式。增加許多執行時間。


第三個程式
void try3()
{
        for( i = 0, p1 = x, p2 = y; i < SIZE; i++ )
                *p1++ = *p2++;
}                      
計數改用變數，不讓指標調整。
組合語言碼為
_try3:  clrl    _i
        movl    #_x,_p1
        movl    #_y,_p2
        jra     L30
L20005: movl    _p2,a0
        movl    _p1,a1
        movl    a0@,a1@
        addql   #4,_p2
        addql   #4,_p1
        addql   #1,_i
L30:    moveq   #50,d0
        cmpl    _i,d0
        jgt     L20005
似乎不錯。但還有更好。 


第四個程式
void try4()
{
        register int *p1, *p2;
        register int i;
       
        for( i = 0, p1 = x, p 2= y; i < SIZE; i++ )
                *p1++ = *p2++;
}              
使用暫存器變數宣告，將區域變數使用暫存器。
組合語言碼為
_try4:  moveq   #0,d7
        movl    #_x,a5
        movl    #_y,a4
        jra     L35
L20007: movl    a4@+,a5@+
        addql   #1,d7
L35:    moveq   #50,d0
        cmpl    d7,d0
        jgt     L20007
如果夠了解編譯器及語言特性，就會找到更好的調整。       


第五個程式
void try5()
{
        register int *p1, *p2;
       
        for( p1 = x, p2 = y; p1 < &x[SIZE]; )
                *p1++ = *p2++;
}
移除計數。                             
組合語言碼為
_try5:  movl    #_x,a5
        movl    #_y,a4
        jra     L40
L20009: movl    a4@+,a5@+
L40:    cmpl    #_x+200,a5
        jcs     L20009 
最精簡。但C原始碼可讀性極差。


這個例子可以看出效能及可讀性之間的移轉。
也可以看出如何依組合語言碼而調整C程式碼。
到底是要好讀，還是效能，端看使用場合而定。