Assembly 比整数模运算更快？

可以重新表达：

• 我是%m

作为：

• i和（m-1）

在哪里,

• i是一个无符号整数
• m是2的幂

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我的问题是：手术和手术是否更快？难道现代CPU不支持单指令中硬件的整数模运算吗？我对ARM很感兴趣，但在它的指令集中看不到模运算。

如果您使用的是启用了优化功能的体面的C编译器，它会将其优化到更快的速度，这是一种称为“强度降低”的技术。若你们在做手写汇编，唯一可靠的测试方法就是对它进行基准测试。但是要注意，即使是同一处理器的不同型号也可能给出不同的结果。

根据，ARM没有除法指令。如果这是真的，那么我也不希望它有一个

MOD

指令。

ARM非常通用。有很多不同的ARM，也有一些ARM没有除法指令（正如Ray Toal已经提到的，模通常作为除法实现的附加结果来实现）。因此，如果你不想调用一个非常慢的除法子程序，那么逻辑运算要快得多（正如cyco130所提到的，任何好的编译器都会自己识别它并生成逻辑运算——因此为了程序代码的清晰性，我会使用除法（除了编写汇编程序外，您当然需要自己编写汇编程序，然后进行逻辑运算）。

它比“单指令”更复杂现在。现代CPU是复杂的野兽，需要将它们的指令分解为发出/执行/延迟。这通常还取决于除法/模的宽度-涉及多少位

在任何情况下，我都不知道32位除法在任何内核上都是单周期延迟，ARM与否。在“现代”ARM上有整数除法指令，但仅在一些实现上，最明显的是在最常见的实现上——Cortex A8和A9上没有

在某些情况下，编译器可以为您省去将除法/模转换为位移位/掩码操作的麻烦。但是，只有在编译时知道该值时，这才有可能。在您的情况下，如果编译器可以确定“m”始终是a 2的幂，那么它会将其优化为位运算，但如果它是传递到函数中的变量，则（或以其他方式计算），则它不能，并将采用全除法/模。这种代码构造通常有效（但并不总是有效-取决于优化器的智能程度）：

unsigned page\u size\u bits=12；//即使这里没有常量，优化也可以工作
无符号foo（无符号地址）{
您可能感兴趣的未签名页面大小=1U

ARM Cortex-M系列有无符号和单符号除法指令UDIV和SDIV，需要2到12个周期。没有MOD指令，但通过{S，U}DIV后跟乘法和减法指令MLS（需要2个周期，总共需要4到14个周期）来获得等效结果

AND指令是单周期的，因此速度要快4-14倍。
如果在编译时知道m（甚至不是），整数除法和模可以使用神奇的“乘法逆”乘法重新表示。除法的结果在高32位结束，余数（模）在低32位结束：


以下链接声称这是标准的编译器强度降低：

我不认为这通常是正确的。如果我想让编译器进行这种优化，我必须通过确保这个除数是一个文本值来编程。如果这个除数是一个变量，那么只有完全的模运算才能发生。你是对的，我似乎跳过了“m是2的幂”部分。定义“现代CPU”.ARM7TDMI（ARMv4体系结构）和ARM9（26EJ-S）（ARMv5体系结构）没有硬件划分。Cortex-M（ARMv7M体系结构）和Cortex-R（不太常见，ARMv7R）有硬件划分，Cortex-A（ARMv7体系结构，而不是7R或7M）没有硬件划分。应用于“ARM”时，请参阅和如果没有限定条件，此声明是错误的。某些ARM体系结构/处理器确实有整数除法指令。这仅适用于非2次幂除法。现代编译器为您这样做：。它们还优化2次幂余数或简单的
和
或
lsr
（移位），除非它是有符号的，在这种情况下，
x%4
为负x，这需要额外的工作。
unsigned page_size_bits = 12;     // optimization works even without const here

unsigned foo(unsigned address) {
  unsigned page_size = 1U << page_size_bits;
  return address / page_size;
}