Генерация высококачественного кода для программ, написанных на СИ - [5]

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--------------------------------------------------------------

Рис. 3 демонстрирует вынесение инвариантного кода компилятором Microsoft C 5.0.

Дальнейший анализ примера показывает, что значение переменной i, индекса цикла, изменяется непосредственно с каждой итерацией. Отдельное присваивание i, известной как "переменная индукции цикла", может быть удалено:

T1 = j + k;
for(x = 0; x< T1 * v; x += T1);
	i = v;

Поскольку использование переменных - индексов цикла во внутренних выражениях цикла общеупотребительно, удаление переменных индукции цикла вместе со связанными с ними "снижениями мощности", может значительно улучшить исполнение программы. Рис. 4 показывает пример удаления переменной индукции цикла.

--------------------------------------------------------------¬

¦РИСУНОК 4: Удаление переменных индукции цикла ¦

+-------------------------------------------------------------+

¦Исходный текст на Си MICROSOFT DATALIGHT ¦

¦ C 5.0 Optimum-C 3.14 ¦

+-------------------------------------------------------------+

¦for(i=0;i<100;i++) mov AX,0 ¦

¦ ivector5[i*2+3]=5; mov i,100 mov i,AX ¦

¦ mov SI,OFFSET ivector5+6 cmp AX,100 ¦

¦ $L20006: jge L134 ¦

¦ mov [SI],5 L11B: ¦

¦ add SI,4 mov BX,i ¦

¦ cmp SI,OFFSET ivector5+406 shl BX,1 ¦

¦ jb $L20006 shl BX,1 ¦

¦ mov ivector+6[BX],5 ¦

¦ inc i ¦

¦ cmp i,100 ¦

¦ jl L11B ¦

¦ L134: ¦

+-------------------------------------------------------------+

¦ Удаление переменных индукции цикла помогает минимизировать ¦

¦ время, проводимое в каждой итерации цикла, путем вынесения ¦

¦ индексирующих цикл переменных (переменных индукции) из ¦

¦ тела цикла. В то время, как компилятор Datalight Optimum-C ¦

¦ использует переменную индукции i для индексации массива ¦

¦ ivector5, компилятор Microsoft C 5.0 удаляет ее благодаря ¦

¦ накоплению смещения для каждого элемента массива и ¦

¦ добавлению результата к базовому адресу массива. ¦

L--------------------------------------------------------------

"Слияние циклов" минимизирует управляющие заголовки циклов путем сращивания кода из циклов, имеющих одинаковые управляющие заголовки, в один цикл. Для того, чтобы удалить управляющий заголовок второго цикла, два простых цикла