c - 哪个更快更好？这种比较方法是真的吗？

Question

我正在使用 IAR 编译器开发 STM8S 微 Controller 。

我尝试比较 d.M0.bit._5=d.M1.bit._7; 的版本，并将周期和代码内存差异写为下面的命令。

typedef union 
{
 struct
 {
  unsigned char _0 :1;
  unsigned char _1 :1;
  unsigned char _2 :1;
  unsigned char _3 :1;
  unsigned char _4 :1;
  unsigned char _5 :1;
  unsigned char _6 :1;
  unsigned char _7 :1;
 } bit;
unsigned char data;
} m;

typedef struct 
{

  m M0,
    M1,
    M2,
    } dm_;

#pragma location = 0x050 
dm_ d;

// original version;

 d.M0.bit._5=d.M1.bit._7;   // 21 byte(difference from total code memory),
                            // 18 cycle (PC:Programme Counter)
//--------------------------------------------------------------------------   
// second version;

    d.M0.bit._5=0;          // 18 byte(difference from total code memory), 
   if(d.M1.bit._7)          // 15 cycle (PC:Programme Counter)
    d.M0.bit._5=1;

// third version;
    d.M0.data &=~(1<<5);    // 18 byte(difference from total code memory), 
   if(d.M1.data & 0x80)     // 15 cycle (PC:Programme Counter)
    d.M0.data |=(1<<5);

似乎是这样，第二版和第三版与原始版本相当且效率更高，但我不知道这是一个 secret 的比较吗？

在调试器模式下，我计算 PC 周期数并编译所有代码以检查每个代码内存和新代码内存的差异。

此外，d.M0.bit._5=d.M1.bit._7; 版本的汇编指令可能并不重要，但汇编指令更多。

Answer 1

总的来说，最好避免 ifs，因为除非你有条件移动指令，否则 if == branch == slow。

将位从一个值分配给另一个值的最短已知公式是:

r = a ^ ((a ^ b) & mask)

这是公式的来源:https://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#MaskedMerge

所以你的情况的最终结果是:

unsigned char a = d.M0.data;
unsigned char b = (d.M1.data >> 2); // put bit 7 into 5th position
unsigned char mask = 0x20; // will assign to a the 5th bit of b
d.M0.data = a ^ ((a ^ b) & mask);

在我的 Intel i5 上，它比其他选项快大约 6-13%。我预计这种差异在较慢的 CPU 上会更加突出。

但这有点棘手，所以速度提升是否值得代码可读性取决于您......

--------------------------------------------------------------
Benchmark                       Time           CPU Iterations
--------------------------------------------------------------
bits_assign                   212 ns        212 ns    3288700
bits_assign_if_bit            212 ns        210 ns    3327297
bits_assign_if_data           203 ns        203 ns    3457701
bits_assign_branchless        188 ns        188 ns    3713355