了解汇编程序的原因之一是,有时可以使用汇编程序来编写比用高级语言(特别是C语言)编写的代码性能更好的代码。然而,我也听人说过很多次,尽管这并非完全错误,但实际上可以使用汇编程序来生成性能更好的代码的情况极其罕见,并且需要汇编方面的专业知识和经验。

这个问题甚至没有涉及到这样一个事实,即汇编程序指令将是特定于机器的、不可移植的,或者汇编程序的任何其他方面。当然,除了这一点之外,了解汇编还有很多很好的理由,但这是一个需要示例和数据的具体问题,而不是关于汇编程序与高级语言的扩展论述。

谁能提供一些具体的例子,说明使用现代编译器汇编代码比编写良好的C代码更快,并且您能否用分析证据支持这一说法?我相信这些案例确实存在,但我真的很想知道这些案例到底有多深奥,因为这似乎是一个有争议的问题。


当前回答

GCC已经成为广泛使用的编译器。它的优化通常不是很好。比编写汇编程序的普通程序员好得多,但就实际性能而言,并没有那么好。有些编译器产生的代码简直令人难以置信。所以一般来说,有很多地方你可以进入编译器的输出,调整汇编器的性能,和/或简单地从头重写例程。

其他回答

这完全取决于你的工作量。

对于日常操作,C和c++已经很好了,但是有一些特定的工作负载(任何涉及视频的转换(压缩、解压缩、图像效果等))几乎需要组装才能达到性能。

它们通常还涉及使用特定于CPU的芯片组扩展(MME/MMX/SSE/等等),这些扩展是为这些类型的操作而优化的。

我不能给出具体的例子,因为那是很多年前的事情了,但是在很多情况下,手工编写的汇编程序可以胜过任何编译器。原因:

您可以偏离调用约定,在寄存器中传递参数。 您可以仔细考虑如何使用寄存器,避免将变量存储在内存中。 对于跳转表之类的东西,可以避免检查索引的边界。

基本上,编译器在优化方面做得很好,这几乎总是“足够好”,但在某些情况下(如图形渲染),你要为每一个周期付出高昂的代价,你可以走捷径,因为你知道代码,而编译器不能,因为它必须在安全的方面。

事实上,我听说过一些图形渲染代码,其中一个例程,如直线绘制或多边形填充例程,实际上在堆栈上生成了一小块机器代码并在那里执行,以避免关于线条样式、宽度、模式等的连续决策。

也就是说,我想让编译器为我生成好的汇编代码,但又不太聪明,它们通常都是这样做的。事实上,我讨厌Fortran的一个原因是它为了“优化”而打乱代码,通常没有什么重要的目的。

通常,当应用程序出现性能问题时,都是由于浪费的设计造成的。这些天,我永远不会推荐汇编程序的性能,除非整个应用程序已经在它的生命周期内进行了调优,仍然不够快,并且把所有的时间都花在了紧凑的内部循环中。

补充:我见过很多用汇编语言编写的应用程序,与C、Pascal、Fortran等语言相比,汇编语言的主要速度优势是因为程序员在用汇编语言编码时要谨慎得多。他或她每天要写大约100行代码,不管哪种语言,在编译器语言中,这将等于3或400条指令。

GCC已经成为广泛使用的编译器。它的优化通常不是很好。比编写汇编程序的普通程序员好得多,但就实际性能而言,并没有那么好。有些编译器产生的代码简直令人难以置信。所以一般来说,有很多地方你可以进入编译器的输出,调整汇编器的性能,和/或简单地从头重写例程。

在运行时创建机器代码怎么样?

我的兄弟曾经(大约在2000年)通过在运行时生成代码实现了一个非常快速的实时光线跟踪器。我不记得细节了,但有一些主模块是通过对象循环的,然后它准备和执行一些特定于每个对象的机器代码。

然而,随着时间的推移,这种方法被新的图形硬件淘汰,变得毫无用处。

今天,我认为大数据(数百万条记录)上的一些操作,如数据透视表、钻孔、实时计算等,都可以用这种方法进行优化。问题是:这样的努力值得吗?

Walter Bright的《optimization Immutable and Purity》可能值得一看,它不是一个概要测试,但向您展示了手写和编译器生成ASM之间的区别。Walter Bright写优化编译器,所以值得一看他的其他博客文章。