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因為ARM體系結構本身並不包含除法運算硬體,所以在ARM上實現除法是十分耗時的。ARM指令集中沒有直接提供除法彙編指令,當代碼中出現除法運算時,ARM編譯器會調用C庫函數(有符合除法調用_rt_sdiv,無符合除法調用_rt_udiv),來實現除法操作。根據除數和被除數的不同,32bit的除法運算一般要佔有20-140個指令周期。除法運算佔用的指令周期,由下面公式計算。
Time(除數n/被除數d)
=C0+C1*log2(除數n/被除數d)=
=C0+C1*(log2(除數)-log2(被除數)).
為了避免在程序中出現除法操作,編程時儘量使用其他運算來代替除法操作。如,使用x>(z×y)來代替(x/y)>z。
另外,在無法避免的除法運算中,儘量使用無符合除法代替有符號除法。這是因為在ARM庫函數中,無符合除法的運算速度要快於有符合除法。
下面章節將詳細討論如何在代碼中提高除法運算的執行效率。
ARM的除法運算庫函數能同時返回運算的商和餘數。
在一些同時需要商和餘數的情況下,編譯器將調用一次除法運算函數同時存儲運算的商和餘數。
下面是一個編譯器調用除法庫,同時存儲運算的商和餘數的例子。
源程序如下。
intcombined_div_mod(inta,intb)
{
return(a/b)+(a%b);
}
下面是編譯器編譯出的彙編代碼。
combined_div_mod
STMDBsp!,{lr}
MOVa3,a2
MOVa2,a1
MOVa1,a3
BL__rt_sdiv
ADDa1,a1,a2
LDMIAsp!,{pc}
從上面的例子可以看出,調用一次除法運算,同時返回了商和餘數。
14.2.2使用2的整數次冪做除數當2的整數次冪做除數時,編譯器會自動將除法運算轉換成移位運算。所以在編寫程序算法時,儘量使用2的整數次冪做除數。
下面的例子顯示了編譯器對除法運算的自動優化。
源程序如下。
typedefunsignedintuint;
uintdiv16u(uinta)
{returna/16;
}
intdiv16s(inta)
{returna/16;
}
編譯器的編譯結果如下。
div16u
MOVa1,a1,LSR#4
MOVpc,lr
div16s
CMPa1,#0
ADDLTa1,a1,#f
MOVa1,a1,ASR#4
MOVpc,lr
從上面的例子可以看出,無符號除法的運算速度快於有符號除法。