Переписываем циклы

Эффективный код для Cortex-M

chrns

Написать более грамотный код можно и в циклах. Стандартная запись с известным числом итераций имеет вид:

uint32_t i = 0;
for (i = 0; i < 127; i++) {}

Очевидно, что для реализации самого цикла на языке ассемблера потребуются следующие три инструкции:

  • увеличение i на 1 (инструкция ADD);
  • сравнение i с пороговым значением (127, инструкция CMP);
  • и инструкция продолжения цикла, если i < 127 (BCC.N).

Компилятор выведет примерно следующее:

B.N       0x80001f4
ADDS      R0, R0, #1
CMP       R0, #127
BCC.N     0x80001f2

Однако особенность ARM позволяет реализовать цикл, используя всего две инструкции:

  • уменьшение i на 1, которая в то же время будет являться условием цикла;
  • инструкция продолжения цикла, если i != 0.

То есть переписать цикл стоит следующим образом:

for (i = 127; i != 0; i--) {}

В таком случае транслятор выдаст следующий ассемблерный код:

B.N       0x8000222
SUBS      R1, R1, #1
NE.N      0x8000220

Таким образом можно сэкономить дополнительные 127 операций.

Если число итераций заранее не известно, то поступать стоит следующим образом:

uint32_t n = 127;
for (; n != 0; n--) {
    // code here
}

или прибегнуть к конструкции do—while.

n = 127;
do {
    // code  here
} while (--n != 0);

Если использовать for, проверка n производится перед выполнением тела цикла, а значит, записав цикл через do—while, можно исключить одну лишнюю операцию.

Все эти тонкости зачастую решаются компилятором. Также он способен совершать размотку цикла. Данный метод мы рассматривать не будем.


Изменено: