c - 为什么 a*b/c 而不是 a*(b/c) 在 AVR 上提供 3 倍大的程序大小？

Question

最近我试图将我的代码打包到带有 1kB 闪存的小型 ATTiny13 中。在优化过程中，我发现了一些奇怪的东西。让我们以示例代码为例:

#include <avr/interrupt.h>

int main() {
    TCNT0 = TCNT0 * F_CPU / 58000;
}

它当然没有意义，但有趣的是输出大小 - 它产生 248 字节 .

代码快速说明: F_CPU是由 -DF_CPU=... 定义的常量切换为 avr-gcc , TCNT0是 8 位寄存器(在 ATTiny13 上)。在实际程序中，我将方程结果分配给 uint16_t，但仍观察到相同的行为。

如果表达式的一部分被括在括号中:

TCNT0 = TCNT0 * (F_CPU / 58000);

输出文件大小为 70 字节 .巨大的差异，但这些操作的结果是相同的(对吧？)。

我查看了生成的汇编代码，尽管我不太了解 ASM，但我看到无括号版本添加了一些标签，例如:

00000078 <__divmodsi4>:
  78:   05 2e           mov r0, r21
  7a:   97 fb           bst r25, 7
  7c:   16 f4           brtc    .+4         ; 0x82 <__divmodsi4+0xa>
  7e:   00 94           com r0
  80:   0f d0           rcall   .+30        ; 0xa0 <__negsi2>
  82:   57 fd           sbrc    r21, 7
  84:   05 d0           rcall   .+10        ; 0x90 <__divmodsi4_neg2>
  86:   14 d0           rcall   .+40        ; 0xb0 <__udivmodsi4>
  88:   07 fc           sbrc    r0, 7
  8a:   02 d0           rcall   .+4         ; 0x90 <__divmodsi4_neg2>
  8c:   46 f4           brtc    .+16        ; 0x9e <__divmodsi4_exit>
  8e:   08 c0           rjmp    .+16        ; 0xa0 <__negsi2>

以及更多。我只学习了一段时间的 x86 汇编程序，但据我所知，除法有简单的助记符。为什么 avr-gcc在第一个示例中添加了这么多代码？

另一个问题是，如果两个数字在编译时已知，为什么编译器不内联方程的右边部分。

Answer 1

我们有这个:

x = x * 1200000 / 58000

请注意 1200000/58000 = 20.69...不是整数，所以这必须计算为首先乘以然后地板除法。您的架构没有针对此数据类型的原生整数除法，因此必须对其进行模拟，从而产生大量代码。

然而这个:

x = x * (1200000 / 58000)

我们发现 1200000 / 58000 = 20 , 由于C使用地板师 ，所以这段代码被简化为:

x = x * 20