Question

我想知道当移位2的幂时，执行逻辑右移是否更快

例如，是

myUnsigned >> 4

比

更快

myUnsigned >> 3

我很欣赏每个人的第一反应是告诉我，人们不应该担心像这样的小事，它使用正确的算法和集合来减少重要的数量级。我完全同意你的意见，但我真的想从嵌入式芯片（ATMega328）中挤出所有东西 - 我只是有一个值得'哇哇'的性能转变！通过用位移替换除法，所以我向你保证这很重要。

Answer 1

让我们看一下数据表：

http://atmel.com/dyn/resources/prod_documents/8271S.pdf

据我所知，ASR（算术右移）总是移位一位，不能取位移位;执行需要一个周期。因此，向右移位n位将需要n个周期。两个人的行为与任何其他数字相同。

Answer 2

您必须查阅处理器的文档以获取此信息。即使对于给定的指令集，取决于模型也可能有不同的成本。例如，在一个非常小的处理器上，换一个可能比其他值更快（某些IA32处理器上的旋转指令就是这种情况，但这只是因为这个指令很少由编译器产生）。

根据http://atmel.com/dyn/resources/prod_documents/8271S.pdf，所有逻辑转换都在ATMega328的一个周期内完成。但是，正如评论中指出的那样，所有逻辑转变都是一点点。因此，在n说明中，n的转换成本为n个周期。

Answer 3

在AVR instruction set中，算术右移和左移一次发生一位。因此，对于这个特定的微控制器，移位>> n意味着编译器实际上产生了许多单独的asr操作，我猜>>3比>>4更快。

顺便说一句，这使得AVR相当不正常。

Answer 4

这取决于处理器的构建方式。如果处理器具有桶形旋转，则它可以在一次操作中移位任意数量的位，但这需要芯片空间和功率预算。最经济的硬件只能旋转一个，有关环绕钻头的选项。接下来是可以向左或向右旋转一个。我可以想象一个具有1个移位器，2个移位器，4个移位器等的结构，在这种情况下，4可能比3更快。

Answer 5

首先反汇编然后再编码。人们告诉你不要气馁，你在浪费你的时间。你获得的知识将使你成为公司解雇大公司的转折人。拥有真正幕后知识的人数在这个行业中以惊人的速度下降。

听起来像其他人在这里解释了真正的答案，反汇编会显示，单位移位指令。因此，4班次需要133％的时间，3班次，或3班次是4班次的75％，取决于你如何比较数字。并且你的测量应该反映出这种差异，如果他们不继续这个实验，直到你完全理解执行时间。

Answer 6

事实上，ATMega没有大多数其他8位MCU那样的桶形移位器。因此，它每次只能移动1而不是像强大的CPU那样的任意值。结果，移位4理论上比移位3

慢
然而，ATMega 确实有swap nibble instruction ，所以 x >> 4实际上比x >> 3 更快

假设x是uint8_t，则x >>= 3由 3次右移
实施
x >>= 1; x >>= 1; x >>= 1;

而x >>= 4只需要交换且有点清楚

swap(x); // swap the top and bottom nibbles AB <-> BA x &= 0x0f;

或

x &= 0xf0; swap(x);

对于更大的交叉寄存器移位，还有各种方法来优化它

uint16_t变量y由低部分y0和高部分y1组成，y >> 8只是

y0 = y1; y1 = 0;

同样y >> 9可以优化为

y0 = y1 >> 1; y1 = 0;

总之，移位时间取决于移位距离，但对于更长或非幂2值来说不一定更慢。通常，最多需要3条指令才能在8位字符内移位

以下是some demos from compiler explorer

通过上面的swap和and来实现4的右移

swap r24 andi r24,lo8(15)

右移3必须用3条指令
完成
lsr r24 lsr r24 lsr r24

Left shifts也以相同的方式进行优化

另见Which is faster: x<<1 or x<<10?

Answer 7

如果您的targer处理器有一个位移指令（这很可能），那么它取决于该指令的硬件实现，如果在移位2位幂或移位某些位之间会有任何差异其他号码。但是，它不太可能有所作为。

Answer 8

尽管如此，在开始测量之前，你甚至不应该开始谈论性能。用分区编译你的程序。跑。测量时间。转移重复。

Answer 9

用移位代替除法

这与负数不同：

char div2 (void)
{
    return (-1) / 2;
    // ldi r24,0
}

char asr1 (void)
{
    return (-1) >> 1;
    //  ldi r24,-1
}

在AVR中，逻辑右移是否更快2倍？

9 个答案: