C 编译器'；s声称的while循环优化

在嵌入式编程讲座的一节中，Samek博士解释了编译器是如何在“原始代码”上实现效率的（大概是指由语法逻辑顺序决定的实现）：

我希望你已经注意到了 反汇编代码实现了不同于的控制流 我为while循环描述的内容。原来的代码应该是 首先测试条件，然后跳过环体，如果 情况并非如此。编译后的代码以无条件 分支并反转循环体的顺序和 条件然而，当你仔细想想，这两种控制流 是等效的，除了生成的一个更快，因为它只有 循环底部的一个条件分支

在整个解释过程中，他参考了所示的两个流程图。描述编译代码的图表说明了“它在循环的底部只有一个条件分支”。我似乎看不出这在实践中是如何工作的：

• 这是我拍摄的一个屏幕截图，显示了如何实现原始代码。（初始）机器指令的顺序：

0x2815 CMP

->

0x1c40添加

->

重复，直到条件为false

• 是另一个屏幕截图，显示编译器使用的序列。（初始）机器指令的顺序：

0x2815 CMP

->

0xdbfc BLT.N

->

0x1c40添加

->

重复，直到条件为false

我可以理解这两个控制流是如何等价的（至少从图表本身来看是如此），但肯定不能理解生成的控制流（右侧）是如何更快的。首先，两个图开头的箭头指向相同的分支。第二，尽管分支在右侧示意图的后面出现，正如您从屏幕截图中看到的，模拟器似乎显示这两种方法都是从与比较相关的机器指令开始的（

0x2815 CMP

）

---

如何使流程图与我在实践中看到的内容相一致？

唯一重要的说明是在每个循环中重复的说明。逻辑重新排列的要点是，每一轮循环只有一次跳跃。在整个循环前后可能会有几次跳跃，但我们不关心这些。唯一昂贵的事情是那些反复做的事情。

唯一重要的指令是那些在每一轮循环中重复的指令。逻辑重新排列的要点是，每一轮循环只有一次跳跃。在整个循环前后可能会有几次跳跃，但我们不关心这些。唯一昂贵的事情是那些反复做的事情。

我同意Kerren SB的回答。我将更详细地讨论它：

原始逻辑具有在每次迭代期间执行的以下跳转指令：

begin_loop:
    cmp counter, 21
    jge end_loop           ; jump when greater or equal
    ...
    jmp begin_loop
end_loop:
    ....

    jmp test_loop          ; executed once; not part of loop
begin_loop:
    ...
test_loop:
    cmp counter, 21
    jlt begin_loop         ; jump when less than
    ...

修改后的逻辑在每次迭代中执行一条指令：

begin_loop:
    cmp counter, 21
    jge end_loop           ; jump when greater or equal
    ...
    jmp begin_loop
end_loop:
    ....

    jmp test_loop          ; executed once; not part of loop
begin_loop:
    ...
test_loop:
    cmp counter, 21
    jlt begin_loop         ; jump when less than
    ...

---

因此在循环中，无条件的

jmp begin\u循环被保存。
我同意Kerren SB的答案。我将更详细地讨论它：

原始逻辑具有在每次迭代期间执行的以下跳转指令：

begin_loop:
    cmp counter, 21
    jge end_loop           ; jump when greater or equal
    ...
    jmp begin_loop
end_loop:
    ....

    jmp test_loop          ; executed once; not part of loop
begin_loop:
    ...
test_loop:
    cmp counter, 21
    jlt begin_loop         ; jump when less than
    ...

修改后的逻辑在每次迭代中执行一条指令：

begin_loop:
    cmp counter, 21
    jge end_loop           ; jump when greater or equal
    ...
    jmp begin_loop
end_loop:
    ....

    jmp test_loop          ; executed once; not part of loop
begin_loop:
    ...
test_loop:
    cmp counter, 21
    jlt begin_loop         ; jump when less than
    ...

因此，在循环中，无条件的
jmp begin\u循环
被保存。
我不知道您的屏幕截图是否有任何不同。我看不出有什么不同。我无法通过
diff
传送视频。请尽可能使用文本。我在屏幕的两个封口之间切换。代码是相同的，只是在不同的点暂停。令人恼火的是，整个窗口都有一点偏移，所以在它们之间切换时，所有的东西都会移动一小部分。@PeterCordes两个屏幕封顶中的代码实际上是完全相同的。为什么会有什么不同呢？我的问题完全与编译器如何能够在机器级别更有效地执行while循环有关。差别仅仅在于机器指令的两个序列之间，这可以通过观察中间的“拆卸”窗格来观察，并比较从CMP开始的while循环的机器指令。（我已经用文本编写了这两套说明-见上文）。我的意思是反汇编是一样的。很抱歉，在我编辑完我的评论时，这还不清楚。@n.m.屏幕截图（以及其中的差异）在文本中有明确的描述。我提供了屏幕截图，这样我提供的机器指令就可以作为给定的，而不必观看我链接的整个视频。请记住，在我问题的原始版本中，我强调了一个事实，即我是机器级编程的初学者。我不知道您的屏幕截图是否有任何不同。我看不出有什么不同。我无法通过
diff
传送视频。请尽可能使用文本。我在屏幕的两个封口之间切换。代码是相同的，只是在不同的点暂停。令人恼火的是，整个窗口都有一点偏移，所以在它们之间切换时，所有的东西都会移动一小部分。@PeterCordes两个屏幕封顶中的代码实际上是完全相同的。为什么会有什么不同呢？我的问题完全与编译器如何能够在机器级别更有效地执行while循环有关。差别仅仅在于机器指令的两个序列之间，这可以通过观察中间的“拆卸”窗格来观察，并比较从CMP开始的while循环的机器指令。(