高效的C編程之： 函數(shù)調(diào)用

14.9.4嵌套優(yōu)化

一個(gè)函數(shù)如果在其結(jié)束時(shí)調(diào)用了另一個(gè)函數(shù)，則編譯器使用B指令調(diào)轉(zhuǎn)到被調(diào)用函數(shù)，而非BL指令。這樣就避免了一級(jí)不必要的函數(shù)返回。圖14.3顯示了嵌套優(yōu)化的調(diào)用過(guò)程。

圖14.3嵌套優(yōu)化函數(shù)調(diào)用過(guò)程

當(dāng)編譯時(shí)使用-O1或-O2選項(xiàng)時(shí)，編譯器都執(zhí)行這種嵌套優(yōu)化。需要注意的是，當(dāng)函數(shù)中引用了局部變量地址，由于指針別名問(wèn)題的影響，即使函數(shù)在返回時(shí)調(diào)用了其他函數(shù)，編譯器也不會(huì)使用嵌套優(yōu)化。

下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)分析嵌套優(yōu)化是如何提高代碼執(zhí)行效率的。

externintfunc2(int);

intfunc1(inta,intb)

{if(a>b)

return(func2(a-b));

else

return(func2(b-a));

}

編譯后的代碼如下所示。

func1

CMPa1,a2

SUBLEa1,a2,a1

SUBGTa1,a1,a2

Bfunc2

首先，func1中使用B指令代替BL指令，不用擔(dān)心lr寄存器被破壞，減少了對(duì)寄存器壓棧保護(hù)操作。另外，程序直接從func2返回到調(diào)用func1的函數(shù)，減少一次函數(shù)返回。如果說(shuō)正常的指令調(diào)用過(guò)程為：

BL+BL+MOVpc，lr+MOVpc，lr

那么經(jīng)過(guò)嵌套優(yōu)化的函數(shù)調(diào)用過(guò)程就可以表示為：

BL+BL+MOVpc，lr

這樣，總的開(kāi)銷(xiāo)將減少25％。

14.9.5單純子函數(shù)

所謂單純子函數(shù)（PureFunctions）是指那些函數(shù)返回值只和調(diào)用參數(shù)有關(guān)。換句話說(shuō)，就是如果調(diào)用函數(shù)的參數(shù)相同，那么函數(shù)的返回結(jié)果也相同。如果程序中存在這樣的函數(shù)，可以在函數(shù)定義時(shí)使用_pure進(jìn)行聲明，這樣在程序編譯時(shí)編譯器會(huì)根據(jù)函數(shù)的調(diào)用情況對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

下面的例子顯示了當(dāng)函數(shù)用_pure聲明時(shí)，編譯器對(duì)其所做的優(yōu)化。

程序源碼文件如下。

intsquare(intx)

{

returnx*x;

}

intf(intn)

{

returnsquare(n)+square(n)

}

編譯后的結(jié)果如下。

square

MOVa2,a1

MULa1,a2,a2

MOVpc,lr

f

STMDBsp!,{lr}

MOVa3,a1

BLsquare

MOVa4,a1

MOVa1,a3

BLsquare

ADDa1,a4,a1

LDMIAsp!,{pc}

上面的程序中，square函數(shù)為“單純子函數(shù)”，當(dāng)使用_pure聲明該函數(shù)時(shí)編譯器在調(diào)用該函數(shù)時(shí)，將對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化。

聲明的方法和編譯后的結(jié)果如下所示。

__pureintsquare(intx)

{

returnx*x;

}

f

STMDBsp!,{lr}

BLsquare

MOVa1,a1,LSL#1

LDMIAsp!,{pc}

從編譯后的代碼中可以看到，用_pure聲明的函數(shù)在f函數(shù)中只調(diào)用了一次。

雖然“單純子函數(shù)”可以提高代碼執(zhí)行效率，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。比如，在“單純子函數(shù)”中，不能直接或間接訪問(wèn)內(nèi)存地址。所以在程序中使用“單純子函數(shù)”時(shí)要特別小心。

另外，還可以使用#pragma聲明“單純子函數(shù)”，下面的代碼顯示了它的聲明過(guò)程。

#pragmano_side_effects

/*functiondefinition*/

#pragmaside_effects