Question

前几天我在Verilog学到了一个很酷的技巧。当你需要反复做某事时。您可以使用移位寄存器来计算增量数。只需将1从LSB移到MSB，当它到达MSB时就完成了。

在C中它会是这样的：

for(j=0b1; !(j & (1<<16)); j=j<<1)
{
/*do a thing 16 times*/
}

我知道它因位宽而限制使用，但它不涉及任何添加，所以它很快。所以我的问题：有没有用过这个？在C语言或任何其他高级语言中使用是否值得？

可能在资源有限的嵌入式系统中。

由于

Answer 1

这非常不值得。它使代码更清晰，更难阅读，性能差异可以忽略不计。

您的编译器可以比您更好地执行这些类型的优化。出于性能原因，这样的短循环甚至可能会展开。但是，如果您编写循环，编译器可能无法轻易解决这个问题，那么您甚至可能会降低程序速度。

这实际上是微优化的一个例子，几乎肯定不会对你的程序的运行时间产生明显的影响。

Answer 2

在我看来，大多数评论/回答的人并不真正理解提问者在谈论什么。 Verilog语言用于硬件设计，硬件设计与软件设计完全不同，没有CPU周期或类似的东西。但是，简短的答案仍然是：不。答案很长：

确保换班比加法简单得多。对于移位，从FF（触发器）到FF的逻辑要少得多。另外，必须将进位从LSB位传播到MSB位，这意味着log2（N）逻辑电平（N是计数器将达到的最高值）。另一方面，移位寄存器将使用N个FF，而加法器仅使用log2（N）FF。因此，性能/区域交易也很大程度上依赖于N.一些关于加法器的“独立”信息： http://en.wikipedia.org/wiki/Adder_%28electronics%29 无法找到类似的转移文章，但一旦你理解了加法器，移位器应该是显而易见的。

在RTL中设计状态机时，这可能很重要。但是你提出的代码实际上与上面的代码无关。 verilog中的'for'循环意味着所有'工作'将在单个循环中完成。所以实际上会有N个逻辑。此循环与实现无关。它甚至可能只会混淆verilog编译器吐出一些奇怪的东西并影响模拟（其中CPU周期很重要，而且上面的答案都是有效的）。对工具有更多经验的人可以对此发表评论。

Answer 3

（根据Stefan的回答，我假设您在询问受Verilog版本启发的C版本，而不是在Verilog中这样做。）

在许多体系结构中，这实际上更糟糕，因为位移需要额外的指令，而循环变量的添加完全是免费的。

完全？

是。因为在许多体系结构中，单个指令会递减计数器，如果它非零，则递减计数器 - 这些指令所花费的时间与任何其他比较和分支指令一样多。然而，如果您正在进行转换，则需要额外的指令周期。如果你的平台没有“比较平等和分支”指令，那就更糟了 - 而不是所有的指令都做到了;有些会让你在两条指令中减去并与零比较。

即使在没有递减比较分支指令的RISC平台上，倒计时循环也可能更快，因为你可以简单地减去（一条指令）并使用branch-if-nonero指令 - 而在你的循环中，你在branch-if-zero之前需要一个移位（一条指令）和一个按位和（一条指令）。而且假设你甚至有一个如果为零的分支。

此外，对于一个简单的for (i = 0; i < N; i++)循环，编译器将其转换为“倒计时到0”循环是微不足道的，如果它更快 - 你很少需要自己做那些聪明。< / p>

Answer 4

在真正的CPU中，添加是您可以做的最快的事情之一;一个bitshift 不更快。而且你将使编译器更难以有效地进行优化。

Answer 5

更快？你确定吗？至少在MIPS架构上，位移与加法一样长。如果不是最常见的面向消费者的处理器架构，我会感到惊讶。

此外，正如奥列克西指出的那样，这很难理解。可能不值得一个不存在的速度增益。

Answer 6

增量是一个非常特殊的例子。在大多数处理器中，当然大多数RISC处理器中，移位和增量在执行时间上是相同的。事实上，在大多数架构中，也不再需要添加。

当您保持循环代码惯用时，优化器可以简单地展开循环并在任何情况下更快地渲染它。如果使循环机制“异常”，优化器可能无法对其进行优化。

Answer 7

它不涉及任何添加，所以它很快

哪种CPU架构比添加更快？另外，是什么让你认为特定架构的编译器不能自动添加到自动移位优化，如果它会变得更快？

这有什么用吗？

出于优化目的，没有任何使用它。

出于其他目的，是的，这样的代码通常用于屏蔽字节的各个位。我认为最常见的两种方法是：

uint8_t mask; 

for(mask = 0x01; mask != 0x00; mask<<=1)
{
  do_something (data & mask);
}

或

for(i=0; i<8; i++)
{
  do_something (data & (1<<i));
}

Answer 8

一般情况下，如果您想要始终循环特定次数＆gt; 0并最小化循环开销，然后我认为这将是“最好的”：

unsigned i = 16;

do {
// do something here
} while (--i);



You might get the same result with:

unsigned i = 0x8000;

do {
// do something here
} while (i>>=1);

此时你必须看看装配。

硬件启发循环。废话？

8 个答案: