c - 为什么 Linux 内核使用 do_div 而不是/？

Question

对于64位除法，使用/和do_div有什么区别？只是为了提高性能？它是否依赖于架构？

The source code is here.

Answer 1

此模块中此宏和函数的目的是优化。内核代码中的注释非常清楚:

/*
 * do_div() is NOT a C function. It wants to return
 * two values (the quotient and the remainder), but
 * since that doesn't work very well in C, what it
 * does is:
 *
 * - modifies the 64-bit dividend _in_place_
 * - returns the 32-bit remainder
 *
 * This ends up being the most efficient "calling
 * convention" on x86.
 */

该宏在内核中用于通过单个除法在单个步骤中计算商和余数，而不是标准 C 中的 2 个运算，可能会产生 2 个除法操作码。

事实上，Intel x86 CPU 可以使用一条指令计算整数除法的商和余数。宏使用内联汇编来利用这一点，而 C 编译器可能不会使用 / 优化 2 个单独的计算。和 %成一个单一的操作码。

在编写这段代码时，大多数编译器都没有，而且除法操作码的开销非常大，所以 Linus 决定使用一个特殊的函数来优化这个计算。

请注意，C 标准为此目的提供了一组函数(在 <stdlib.h> 中声明):

div_t div(int numer, int denom);
ldiv_t ldiv(long int numer, long int denom);
lldiv_t lldiv(long long int numer, long long int denom);

Linux 内核针对的系统可能没有符合标准的编译器，并且肯定早于其中一些标准添加，因此它有自己的这些函数版本作为宏，并且在同一模块中有一些其他版本。