Генерация высококачественного кода для программ, написанных на СИ - [4]

Поскольку оптимизирующему компилятору известен промежуток жизни переменной, он не будет намеренно генерировать "лишние операции сохранения и загрузки" (регистров). Лишние операции сохранения удаляются посредством удаления излишних присваиваний; лишние операции загрузки опускаются с помощью усовершенствованного распределения переменных по регистрам. Имея текст:

a = i + 2;
b = a + 3;

компилятор без возможностей оптимизации может сгенерировать следующий код:

mov AX,i
add AX,2
mov a,AX
mov AX,a
add AX,3
mov b,AX

тогда как оптимизирующий компилятор может использовать механизм размещения переменных в регистрах для удаления лишней четвертой инструкции (mov AX,a).

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. ¦