DSP程序优化方法（2）

2019-07-15 01:01发布

DSP程序优化方法（2）

这是经典的速度优化，但许多编译程序 ( 如 gcc -funroll-loops) 能自动完成这个事，所以现在你自己来优化这个显得效果不明显

for (i = 0; i < 100; i++)
{
do_stuff(i);
}
for (i = 0; i < 10; )
{
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
do_stuff(i); i++;
}

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可以看出，新代码里比较指令由 100 次降低为 10 次，循环时间节约了 90%不过注意 : 对于中间变量或结果被更改的循环，编译程序往往拒绝展开， ( 怕担责任呗 ) ，这时候就需要你自己来做展开工作了
还有一点请注意，在有内部指令 cache 的 CPU 上 ( 如 MMX 芯片 ) ，因为循环展开的代码很大，往往 cache 溢出，这时展开的代码会频繁地在 CPU 的 cache 和内存之间调来调去，又因为 cache 速度很高，所以此时循环展开反而会变慢还有就是循环展开会影响矢量运算优化

for (i = 0; i < MAX; i++) /* initialize 2d array to 0's */
for (j = 0; j < MAX; j++)
for (i = 0; i < MAX; i++) /* put 1's along the diagonal */
for (i = 0; i < MAX; i++) /* initialize 2d array to 0's */
{
for (j = 0; j < MAX; j++)
a = 1.0; /* put 1's along the diagonal */
}

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Switch 可能转化成多种不同算法的代码其中最常见的是跳转表和比较链 / 树当 switch 用比较链的方式转化时，编译器会产生 if-else-if 的嵌套代码，并按照顺序进行比较，匹配时就跳转到满足条件的语句执行所以可以对 case 的值依照发生的可能性进行排序，把最有可能的放在第一位，这样可以提高性能此外，在 case 中推荐使用小的连续的整数，因为在这种情况下，所有的编译器都可以把 switch 转化成跳转表

int days_in_month ， short_months ， normal_months ， long_months ；
switch (days_in_month)
{
cout << "month has fewer than 28 or more than 31 days" << endl ；
}
int days_in_month ， short_months ， normal_months ， long_months ；
switch (days_in_month)
{
cout << "month has fewer than 28 or more than 31 days" << endl ；

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当 switch 语句中的 case 标号很多时，为了减少比较的次数，明智的做法是把大 switch 语句转为嵌套 switch 语句把发生频率高的 case 标号放在一个 switch 语句中，并且是嵌套 switch 语句的最外层，发生相对频率相对低的 case 标号放在另一个 switch 语句中比如，下面的程序段把相对发生频率低的情况放在缺省的 case 标号内

pMsg=ReceiveMessage();
switch (pMsg->type)
case FREQUENT_MSG1:
handleFrequentMsg();
case FREQUENT_MSG2:
handleFrequentMsg2();
case FREQUENT_MSGn:
handleFrequentMsgn();
default: // 嵌套部分用来处理不经常发生的消息
switch (pMsg->type)
case INFREQUENT_MSG1:
handleInfrequentMsg1();
case INFREQUENT_MSG2:
handleInfrequentMsg2();
case INFREQUENT_MSGm:
handleInfrequentMsgm();

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如果 switch 中每一种情况下都有很多的工作要做，那么把整个 switch 语句用一个指向函数指针的表来替换会更加有效，比如下面的 switch 语句，有三种情况：

， Msg2 ， Msg3}
switch (ReceiveMessage()

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为了提高执行速度，用下面这段代码来替换这个上面的 switch 语句

int handleMsg1(void);
int handleMsg2(void);
int handleMsg3(void);
int (*MsgFunction [])()={handleMsg1 ， handleMsg2 ， handleMsg3};

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用下面这行更有效的代码来替换 switch 语句 */

status=MsgFunction[ReceiveMessage()]();

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有些机器对 JNZ( 为 0 转移 ) 有特别的指令处理，速度非常快，如果你的循环对方向不敏感，可以由大向小循环

for (i = 1; i <= MAX; i++)

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不过千万注意，如果指针操作使用了 i 值，这种方法可能引起指针越界的严重错误 (i = MAX+1;) 当然你可以通过对 i 做加减运算来纠正，但是这样就起不到加速的作用，除非类似于以下情况：

for (i = 1; i <= MAX; i++)

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   一些公用处理模块，为了满足各种不同的调用需要，往往在内部采用了大量的 if-then-else 结构，这样很不好，判断语句如果太复杂，会消耗大量的时间的，应该尽量减少公用代码块的使用 ( 任何情况下，空间优化和时间优化都是对立的 -- 东楼 ) 当然，如果仅仅是一个 (3==x) 之类的简单判断，适当使用一下，也还是允许的记住，优化永远是追求一种平衡，而不是走极端
      要提升循环的性能，减少多余的常量计算非常有用（比如，不随循环变化的计算）
      不好的代码 ( 在 for() 中包含不变的 if()) ：

{
DoWork0( i ) ； // 假设这里不改变 CONSTANT0 的值
DoWork1( i ) ； // 假设这里不改变 CONSTANT0 的值
}
if( CONSTANT0 )
{
}
else
{

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如果已经知道 if() 的值，这样可以避免重复计算虽然不好的代码中的分支可以简单地预测，但是由于推荐的代码在进入循环前分支已经确定，就可以减少对分支预测的依赖
在编程中，我们常常需要用到无限循环，常用的两种方法是 while (1) 和 for ( ；； ) 这两种方法效果完全一样，但那一种更好呢？然我们看看它们编译后的代码：

je foo+23h
jmp foo+23h

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显然， for ( ；； ) 指令少，不占用寄存器，而且没有判断跳转，比 while (1) 好

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