c - gcc:为简单循环生成的奇怪 asm

Question

m68k-linux-gnu-gcc (Ubuntu 7.4.0-1ubuntu1~18.04.1) 7.4.0
CFLAGS = -Wall -Werror -ffreestanding -nostdlib -O2 -m68000 -mshort

我很困惑为什么 gcc 会为 const 数组上的简单 for 循环生成这种(看似)非最佳代码。

const unsigned int pallet[16] = {
  0x0000,
  0x00E0,
  0x000E,
  ...
  0x0000
};

...

volatile unsigned long * const VDP_DATA = (unsigned long *) 0x00C00000;

...

for(int i = 0; i < 16; i++) {
  *VDP_DATA = pallet[i];
}

结果:

 296:   41f9 0000 037e  lea 37e <pallet+0x2>,%a0
 29c:   223c 0000 039c  movel #924,%d1
 2a2:   4240            clrw %d0
 2a4:   0280 0000 ffff  andil #65535,%d0
 2aa:   23c0 00c0 0000  movel %d0,c00000 <_etext+0xbffc2c>
 2b0:   b288            cmpl %a0,%d1
 2b2:   6712            beqs 2c6 <main+0x46>
 2b4:   3018            movew %a0@+,%d0
 2b6:   0280 0000 ffff  andil #65535,%d0
 2bc:   23c0 00c0 0000  movel %d0,c00000 <_etext+0xbffc2c>
 2c2:   b288            cmpl %a0,%d1
 2c4:   66ee            bnes 2b4 <main+0x34>

我主要担心的是:

为什么无用的第一个元素在 2b0 进行比较？这永远不会命中，也永远不会分支回。它最终只是第一次迭代的重复代码。

• 有没有更好的方法来编写这个极其简单的循环，使 gcc 不会产生这个奇怪的代码？
• 是否有任何我可以利用的编译器标志/优化？ O3 只是展开循环，我也不希望这样做，因为在这部分代码中空间比速度更受关注。
• 也许我太谨慎了，但我只是认为这不是最难生成的代码。我期待更多的东西(可能是错误的，但你明白了):

lea pallet,%a0
movel #7,%d0
1:
movel %a0@+,c00000
dbra %d0,1

我知道我必须在我的代码中更明确一点才能让它写成长 block 。我的主要观点是 gcc 为什么似乎无法理解我的意图，即我只想将这些数据转储到这个地址。

另一个观察:

clrw %d0 → andil #65535,%d0 → movel %d0,c00000。为什么不只是 clrl 并移动？

Answer 1

我一直在研究 GCC 和 68k 代码生成，我发现它无法再为 68k 系列生成像样的代码，尤其是 68000。

代码勉强正确，但是没有优化(或者我应该说，它似乎是去优化的？)。您应该首先尝试使用 -Os 而不是 -O2。即使这样，您也会在生成的代码中遇到很多无用的 insn。

我的猜测是，虽然 GCC 中的实际架构支持迅速向前发展，但 68k 的后端没有得到适当维护，只是以最小的努力保持正确。