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> 其他綜合 > 多核應(yīng)用編程實戰(zhàn) 1.4　源代碼到匯編語言的轉(zhuǎn)換 2013-05-17 14:22:05         我要投稿   

本文所屬圖書 > 多核應(yīng)用編程實戰(zhàn)

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處理器執(zhí)行指令，指令是所有計算的基本構(gòu)建塊，執(zhí)行如加法、從內(nèi)存提取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)存儲回內(nèi)存等任務(wù)。指令在寄存器上進(jìn)行操作，寄存器保存變量的當(dāng)前值和其他機(jī)器狀態(tài)�？紤]代碼清單1-1所示的代碼段，其功能為遞增指針ptr指向的整型變量。

代碼清單1-1　將某個地址的變量+1的代碼

void func( int * ptr )

{

    ( *ptr )++;

}

代碼清單1-2顯示了此代碼段編譯為SPARC匯編代碼的結(jié)果。

代碼清單1-2　將某個地址的變量+1的SPARC匯編代碼

ld      [%o0], %o5     //將地址%o0的值加載到寄存器%o5

add     %o5, 1, %o5    //將寄存器%o5的值加1

st      %o5, [%o0]     //將寄存器%o5的值存回地址%o0

retl                   //從例程返回

SPARC代碼[①]通過寄存器%o0傳遞指針ptr。加載指令將該地址的值載入寄存器%o5。接著增加寄存器%o5的值，接著存儲指令將寄存器%o5中的新整數(shù)值存儲到%o0所指向的內(nèi)存位置，最后返回指令退出例程。

代碼清單1-3顯示了這一源代碼基于32位x86處理器的編譯結(jié)果，x86的匯編代碼確實與SPARC匯編代碼有所不同。第一個不同之處在于32位模式的x86有一個基于棧的調(diào)用約定。這意味著傳遞給函數(shù)的所有參數(shù)都將存儲到棧，而之后函數(shù)要做的第一件事就是取回存儲在棧的參數(shù)。因此，代碼做的第一件事就是從棧中加載指針的值（在本例中，就是從地址%esp+4獲取值，然后將值放入寄存器%eax。

代碼清單1-3　將某個地址的值+1的32位x86匯編代碼

movl     4(%esp), %eax  //將地址%esp+4中的值加載到%eax

addl     $1, (%eax)     //將地址%eax中的值+1

ret                     //從例程返回

接下來，我們遇到了x86和SPARC匯編語言的第二個區(qū)別。SPARC是精簡指令集計算機(jī)（RISC），也就是說SPARC只有少量的簡單指令，且所有操作都必須由這些簡單的構(gòu)建塊構(gòu)成。x86則是復(fù)雜指令集計算機(jī)（CISC），，因此其指令能完成更復(fù)雜的操作。x86指令集有一個指令是將某個內(nèi)存地址中的值與一個增量相加。在本例中，寄存器%eax中存放一個地址，指令將該地址中的值加1。執(zhí)行這條CISC指令，即能達(dá)到SPARC 3條RISC指令的執(zhí)行結(jié)果。

為了進(jìn)行計算，這兩個代碼段都使用了兩個寄存器。SPARC的代碼中使用了寄存器%o0和%o5，而x86代碼則使用了%esp和%eax。然而，兩個代碼段使用寄存器的目的不同。x86代碼將寄存器%esp用作棧指針，指向保存函數(shù)調(diào)用參數(shù)的內(nèi)存區(qū)。與之不同，SPARC代碼則用寄存器傳遞函數(shù)參數(shù)。傳遞參數(shù)的方法稱為調(diào)用約定，是平臺應(yīng)用程序二進(jìn)制接口（ABI）的一部分。該規(guī)范說明應(yīng)該怎樣編寫程序才能使其在某個特定平臺上正確運(yùn)行。

這兩個代碼段都使用一個寄存器保存要訪問的內(nèi)存地址。SPARC的代碼中使用%o0，x86代碼中使用%eax。兩個代碼段的另一區(qū)別是SPARC代碼中用寄存器%o0保存變量的值，因此SPARC的代碼不得不使用3條指令加載值，加1，然后將結(jié)果存回內(nèi)存。相比之下，x86代碼只用了一條指令。

兩個處理器之間的又一個不同之處是可用寄存器的數(shù)量。SPARC實際上有32個通用寄存器，而x86處理器只有8個通用寄存器。由于某些通用寄存器具有特殊功能，最終SPARC處理器有約24個寄存器可供應(yīng)用程序使用，而32位x86處理器只有6個可用于應(yīng)用程序。然而，由于x86處理器采用CISC指令集，所以并不需要使用寄存器來保存暫時需要的值，在本例中，變量在內(nèi)存中的當(dāng)前值甚至并未加載到寄存器。因此，盡管x86處理器寄存器數(shù)量少得多，仍然可以編寫代碼，因此寄存器不是問題。

但不可否認(rèn)，寄存器數(shù)量多確實有優(yōu)勢。如寄存器數(shù)量不足，寄存器就不得不在清空前先將其內(nèi)容存儲到內(nèi)存，使用后再將原內(nèi)容從內(nèi)存重新載入。這稱為寄存器溢出與載入，需要兩個額外的指令，并需使用緩存空間。

x86的64位指令集擴(kuò)展中引入的兩個性能優(yōu)勢就是寄存器數(shù)量增加以及調(diào)用約定大為改進(jìn)。

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1.4.3 練習(xí)

1.4.4 合作

1.4.5 輔導(dǎo)

1.4.6 了解業(yè)務(wù)領(lǐng)域

1.4.7 與雇主/客戶保持一致

1.4.8 謙遜

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