Performance x86 inc与add指令的相对性能

快速提问，事先假设

mov eax, 0

哪个更有效

inc eax
inc eax

或

此外，如果两个

inc

s速度更快，编译器（比如GCC）是否通常（即不带积极优化标志）对其进行

var+=2

优化

---

PS：不要费心回答“不要过早优化”，这仅仅是学术兴趣。

就所有目的而言，这可能并不重要。但要考虑到inc使用的字节更少

考虑以下代码：

int x = 0;
x += 2;

不使用任何优化标志，GCC将此代码编译为：

80483ed:       c7 44 24 1c 00 00 00    movl   $0x0,0x1c(%esp)
80483f4:       00 
80483f5:       83 44 24 1c 02          addl   $0x2,0x1c(%esp)

使用

-O1

和

-O2

，它变为：

c7 44 24 08 02 00 00    movl   $0x2,0x8(%esp)

有趣的是，不是吗？

如果您想知道x86指令的原始性能统计，请参阅（确切地说是第4卷）。至于关于编译器的部分，这取决于编译器的代码生成器，而不是你应该依赖太多的东西

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另一方面：我觉得有趣/讽刺的是，在一个关于性能的问题中，你使用

MOV-EAX，0

将寄存器归零，而不是

XOR-EAX，EAX

：p（如果

MOV-EAX，0

是事先做的，最快的变化就是删除inc和add，而只是

MOV-EAX，2

）.

同一寄存器上的两条

inc

指令（或者更一般地说，两条读-修改-写指令）始终具有至少两个周期的依赖链。这是假设inc的延迟为一个时钟，这是自486以来的情况。这意味着，如果周围的指令不能与两条inc指令交错以隐藏这些延迟，代码将执行得较慢

但无论如何，没有编译器会发出您建议的指令序列（

mov-eax，0

将被

xor-eax，eax

，请参阅）

它将被优化为

mov eax,2

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从《英特尔手册》中，您可以发现，在一种特定的体系结构上，ADD/SUB指令的成本似乎要低半个周期。但请记住，英特尔（最近）的处理器采用无序执行模式。这主要意味着，性能瓶颈在处理器必须等待数据进入的任何地方都会出现（例如，在L1/L2/L3/RAM数据获取过程中，处理器没有事情可做）。所以，如果你是探查器告诉你，公司可能是问题所在；从数据吞吐量的角度看它，而不是看原始周期计数

Instruction              Latency1           Throughput         Execution Unit 
                                                            2 
CPUID                    0F_3H    0F_2H      0F_3H    0F_2H    0F_2H 

ADD/SUB                  1        0.5        0.5      0.5      ALU 
[...]
DEC/INC                  1        1          0.5      0.5      ALU 

---

答案可能是处理器特定的，在大多数情况下，很可能没有可测量的差异。如果你真的有兴趣知道一个特定CPU的答案，那么就对它进行基准测试。IIRC 0f_2h的可能复制品是P4 Prescott，愿他安息。这些半时钟延迟是由内部双时钟管道造成的。这对英特尔来说是一个非常糟糕的主意；不过，大多数编译器都喜欢inc-eax而不是

mov-eax，1

。可能是因为它是3字节而不是5。@LưuVĩnhPhúc

mov eax，1

是5字节：

b8 01 00

。由于8字节的文字和QWORD前缀：

48 b8 01 00 00

，64位为10字节。相对而言，

xor-rax，rax；inc-eax只有5个字节：
48 31 c0 ff c0
@多项式：所有现代主流编译器都将使用
mov-eax，1
，除非您特别告诉他们优化大小而不是速度（-clang或ICC
-Os-m32
或MSVC
-O1
将在32位模式下使用
xor
/
inc
。
gcc-Os-m32
仍使用mov）。在优化速度时，为后端节省2字节的代码大小并不值得额外的uop（或为前端额外的解码指令）.clang
-Oz
要在不考虑速度的情况下优化大小，将在64位模式下使用
push 1
/
pop rax
。所有这些编译器都使用
mov
和正常选项。@phuclv:您可能应该清理您以前的注释；早期的注释中有几个错误（也是在Polynomy的第2条注释中，64位字节计数膨胀）。选项包括
mov-eax，1
（5字节）通过隐式零扩展设置RAX=1，或
push 1
/

（3字节），或

xor-eax，eax

/

inc-eax

（4字节）。但编译器只使用

mov

，除非优化大小超过速度。指出，从另一个已知值的寄存器中选择3字节

leaeax、[rdx+1]

可能很有用

mov eax,2

Instruction              Latency1           Throughput         Execution Unit 
                                                            2 
CPUID                    0F_3H    0F_2H      0F_3H    0F_2H    0F_2H 

ADD/SUB                  1        0.5        0.5      0.5      ALU 
[...]
DEC/INC                  1        1          0.5      0.5      ALU