Question

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对于这段代码：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i;
    size_t u;

    for (i = 0; i < 10; i++) {
        u = (size_t)i;
        printf("i = %d, u = %zu\n", i, u);
    }
    return 0;
}

汇编中的输出是：

编辑：使用-O2编译

    .file   "demo.c"
    .section    .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
    .string "i = %d, u = %zu\n"
    .section    .text.startup,"ax",@progbits
    .p2align 4,,15
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB3:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbx
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 3, -16
    xorl    %ebx, %ebx
    .p2align 4,,10
    .p2align 3
.L2:
    movq    %rbx, %rdx
    movl    %ebx, %esi
    xorl    %eax, %eax
    movl    $.LC0, %edi
    addq    $1, %rbx
    call    printf
    cmpq    $10, %rbx
    jne .L2
    xorl    %eax, %eax
    popq    %rbx
    .cfi_def_cfa_offset 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE3:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Debian 4.7.2-5) 4.7.2"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

转换u = (size_t)i;是否正在消耗额外的周期？

Answer 1

是的，因为代码已发布，当然。您的转换位于：

movl    -4(%rbp), %eax
cltq
movq    %rax, -16(%rbp)

当然，这段代码没有经过优化，所以这不是一个非常公平的比较。如果使用优化对其进行编译，编译器可能会意识到值始终为正，只需从保存第三个参数的任何寄存器i到%rdx进行一次移动。

编辑：

如所怀疑的，优化代码中基本上没有开销。在这种情况下，编译器已将循环转换为向上计数u，并从i派生u而不是相反，因此%rbx用于循环，i的值仅使用%ebx，这是%rbx的低32位 - 因此在此示例中没有开销。我强调这一点，因为可能存在其他情况，从int转换为size_t将会受到惩罚。这完全取决于具体情况。

Answer 2

是的，确实如此，因为它将内部表示从32位更改为64位。具体来说，

.L3:
    movl    -4(%rbp), %eax
    cltq
    movq    %rax, -16(%rbp)
    movq    -16(%rbp), %rdx

读取i，执行符号扩展并复制到%rdx。我不确定为什么这个值必须通过堆栈 - 正如垫子所指出的，这看起来像是来自非优化编译器运行的代码。

修改

在优化的汇编代码中，循环计数器保持为更宽的数据类型。 afair，寄存器之间的mov在运行时周期中没有区别于四字或双字（实际上它们没有：见表{C-16 in intels pertinent doc，由this SO post引用。< / p>

Answer 3

不确定这是否是为您消耗周期的实际分配我相信这是消耗周期的任务

例如，

在这个t1.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i;
    size_t u;

    for (i = 0; i < 10; i++) {
        printf("i = %d, u = %zu\n", i, u);
    }
    return 0;
}

和适用于t1.c

        .file   "t1.c"
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "i = %d, u = %zu\n"
        .text
.globl main
        .type   main, @function
main:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        andl    $-16, %esp
        subl    $32, %esp
        movl    $0, 24(%esp)
        jmp     .L2
.L3:
        movl    $.LC0, %eax
        movl    28(%esp), %edx
        movl    %edx, 8(%esp)
        movl    24(%esp), %edx
        movl    %edx, 4(%esp)
        movl    %eax, (%esp)
        call    printf
        addl    $1, 24(%esp)
.L2:
        cmpl    $9, 24(%esp)
        jle     .L3
        movl    $0, %eax
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 4.4.6 20110731 (Red Hat 4.4.6-3)"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

在上述情况下，现在没有任何分配

第二个案例t2.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i;
    size_t u;

    for (i = 0; i < 10; i++) {
        i = (size_t) u;
        printf("i = %d, u = %zu\n", i, u);
    }
    return 0;
}

以及随后的恭喜

        .file   "t2.c"
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "i = %d, u = %zu\n"
        .text
.globl main
        .type   main, @function
main:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        andl    $-16, %esp
        subl    $32, %esp
        movl    $0, 24(%esp)
        jmp     .L2
.L3:
        movl    28(%esp), %eax
        movl    %eax, 24(%esp)
        movl    $.LC0, %eax
        movl    28(%esp), %edx
        movl    %edx, 8(%esp)
        movl    24(%esp), %edx
        movl    %edx, 4(%esp)
        movl    %eax, (%esp)
        call    printf
        addl    $1, 24(%esp)
.L2:
        cmpl    $9, 24(%esp)
        jle     .L3
        movl    $0, %eax
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 4.4.6 20110731 (Red Hat 4.4.6-3)"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

检查上述陈述

movl    28(%esp), %eax
movl    %eax, 24(%esp)

现在是最后一个例子t3.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i;
    int u;

    for (i = 0; i < 10; i++) {
        i = u;
        printf("i = %d, u = %zu\n", i, u);
    }
    return 0;
}

以及随后的集会

        .file   "t3.c"
        .section        .rodata
.LC0:
        .string "i = %d, u = %zu\n"
        .text
.globl main
        .type   main, @function
main:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        andl    $-16, %esp
        subl    $32, %esp
        movl    $0, 24(%esp)
        jmp     .L2
.L3:
        movl    28(%esp), %eax
        movl    %eax, 24(%esp)
        movl    $.LC0, %eax
        movl    28(%esp), %edx
        movl    %edx, 8(%esp)
        movl    24(%esp), %edx
        movl    %edx, 4(%esp)
        movl    %eax, (%esp)
        call    printf
        addl    $1, 24(%esp)
.L2:
        cmpl    $9, 24(%esp)
        jle     .L3
        movl    $0, %eax
        leave
        ret
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (GNU) 4.4.6 20110731 (Red Hat 4.4.6-3)"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

现在你可以观察t2和t3，看看这里的区别，但是从拱到拱的确不同

从size_t转换为int

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