如何解决将 C++ 代码转换为 x87 内联汇编代码
我正在尝试将 C++ 代码转换为 x87 样式的内联汇编代码。
C++ 代码:
double a = 0.0,b = 0.0,norm2 = 0.0;
int n;
for (n = 0; norm2 < 4.0 && n < N; ++n) {
double c = a*a - b*b + x;
b = 2.0*a*b + y;
a = c;
norm2 = a*a + b*b;
}
内联汇编代码:
double a = 0.0,norm2 = 0.0;
int n;
for (n = 0; norm2 < 4.0 && n < N; ++n) {
// double c = a * a - b * b + x;
__asm fld a
__asm fmul st(0),st(0)
__asm fld b
__asm fmul st(0),st(0)
__asm fsubp st(1),st(0)
__asm fld x
__asm faddp st(1),st(0)
__asm fstp c
// b = 2.0 * a * b + y;
__asm fld two
__asm fld b
__asm fld a
__asm fmulp st(2),st(0)
__asm fmulp st(1),st(0)
__asm fld y
__asm faddp st(1),st(0)
__asm fstp b
// a = c
__asm fld c
__asm fstp a
//norm2 = a * a + b * b;
__asm fld a
__asm fmul st(0),st(0)
__asm faddp st(1),st(0)
__asm fstp norm2
}
解决方法
这个有很多需要改进的地方。以下是一些要点:
不要在 MSVC 风格的内联汇编中编程
MSVC 风格的内联汇编可能很容易编程,但它也强制所有变量都存在于内存中。每次读取或分配给一个变量时,都会执行缓慢的内存访问。这会严重影响性能。
相反,在单独的程序集文件中以程序集形式编写整个函数。如果这是不可能的,至少在开始您的汇编代码时将所有变量加载到寄存器中,然后完全在这些寄存器上进行计算,并通过将寄存器写回变量来结束汇编部分。这样一来,无用的数据移动量就会降到最低。
执行此操作时,请在汇编中实现 for
循环本身,这样您就不必在每次迭代中写出然后读回所有变量,而在整个循环中只需一次。
在寄存器中保留尽可能多的值
如前所述,所有这些 fld
和 fstp
指令都需要时间。将数字保存在寄存器中,这样您就不必经常重新加载它们。此外,如果这是不可能的,至少将加载和存储合并到以下说明中。例如,代替
__asm fld x
__asm faddp st(1),st(0)
你可以这样做
__asm fadd x
但最好将所有内容都保存在寄存器中。例如,您只需将 c
变量保留在堆栈中即可轻松摆脱它。
不要做两次工作
您的代码计算 a*a
和 b*b
两次:一次在前一次迭代中计算 norm2
,一次在下一次迭代中计算 c
。计算一次这些乘积并保留它们以节省两次乘法。
使用更便宜的指令而不是更昂贵的指令。
回想一下 2x = x + x 并用加法替换昂贵的常量和乘法负载。
还记得 a² - b² = (a + b)(a - b) 用加法代替乘法。请注意,这可能会更改舍入并且与“不要执行两次工作”建议不兼容。但也许它可以用于初始迭代。
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