交换机或const表更好吗？(嵌入式SW)

Question

我想知道,如果有可能,它是否更有效的开关或const表？

例如,什么会表现更好:

switch(input) {
  case 0: value = VALUE_0;
    break;
  case 1: value = VALUE_1;
    break;
  case 2: value = VALUE_2;
    break;
  case 3: value = VALUE_3;
    break;
  case 4: value = VALUE_4;
    break;
  case 5: value = VALUE_5;
    break;
  case 6: value = VALUE_6;
    break;
  default:    
    break;
}

或类似的东西:

const uint8_t INPUT_TO_VALUE_TABLE[N_VALUE] = {
    VALUE_0,
    VALUE_1,
    VALUE_2,
    VALUE_3,
    VALUE_4,
    VALUE_5,
    VALUE_6,
}
...
...
value = INPUT_TO_VALUE_TABLE[input];

我已经展示了一个虚拟示例,但我还有使用调用不同函数的开关或函数指针表的代码.

代码适用于8位micro(我不知道这个主题是否有任何区别).

Answer 1

好吧,您应该考虑反汇编已编译的代码以查看实际生成的内容,但我希望您在第二种情况下最终会得到更少的代码,并且分支更少.

在第一种情况下,有七个赋值语句和一堆跳转(在switch语句之外).在第二个中,有一个数组引用和一个赋值.由于您的案例都是连续的,因此很容易处理默认情况:

value = ( input < 6 ) ? INPUT_TO_VALUE_TABLE[input] : default_value;

我们来看看一些装配.这是使用gcc -S版本4.6.3 编译的,因此它与您获得的程序集不同,但我们应该获得相同的一般结果.这个答案并不能完全回答你的情况会更好的问题; 你必须自己做一些测试,但看起来非常确定这个表会更好.

该switch选项:

我们将从以下开始switch:

void switch_input( int input ) {
  switch(input) {
  case 0: value = VALUE_0;
    break;
  case 1: value = VALUE_1;
    break;
  case 2: value = VALUE_2;
    break;
  case 3: value = VALUE_3;
    break;
  case 4: value = VALUE_4;
    break;
  case 5: value = VALUE_5;
    break;
  case 6: value = VALUE_6;
    break;
  default: value = VALUE_DEFAULT;
    break;
  }
}

这有很多跳跃,因为有七个不同的任务,并且根据值input,我们必须能够跳到每一个,然后跳到结束switch.

switch_input:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    cmpl    $6, -4(%rbp)
    ja  .L2
    movl    -4(%rbp), %eax
    movq    .L10(,%rax,8), %rax
    jmp *%rax
    .section    .rodata
    .align 8
    .align 4
.L10:
    .quad   .L3
    .quad   .L4
    .quad   .L5
    .quad   .L6
    .quad   .L7
    .quad   .L8
    .quad   .L9
    .text
.L3:
    movl    $0, value(%rip)
    jmp .L1
.L4:
    movl    $1, value(%rip)
    jmp .L1
.L5:
    movl    $2, value(%rip)
    jmp .L1
.L6:
    movl    $3, value(%rip)
    jmp .L1
.L7:
    movl    $4, value(%rip)
    jmp .L1
.L8:
    movl    $5, value(%rip)
    jmp .L1
.L9:
    movl    $6, value(%rip)
    jmp .L1
.L2:
    movl    $-1, value(%rip)
    nop
.L1:
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc

表格选项

表选项只能使用一个赋值,而是有很多我们可以跳转到的代码,我们只需要一个值表.我们也不需要跳进那张桌子; 我们只需要计算一个索引,然后无条件地从中加载一个值.

void index_input( int input ) {
  value = ( input < N_VALUE ) ? INPUT_TO_VALUE_TABLE[input] : VALUE_DEFAULT;
}

(是的,我们真的应该使用无符号整数,以便我们知道它不会小于零.)

index_input:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    cmpl    $5, -4(%rbp)
    jg  .L13
    movl    -4(%rbp), %eax
    cltq
    movl    INPUT_TO_VALUE_TABLE(,%rax,4), %eax
    jmp .L14
.L13:
    movl    $-1, %eax
.L14:
    movl    %eax, value(%rip)
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc

附录

C代码(example.c)

int value;

#define N_VALUE 7

#define VALUE_0 0
#define VALUE_1 1
#define VALUE_2 2
#define VALUE_3 3
#define VALUE_4 4
#define VALUE_5 5
#define VALUE_6 6
#define VALUE_DEFAULT -1

void switch_input( int input ) {
  switch(input) {
  case 0: value = VALUE_0;
    break;
  case 1: value = VALUE_1;
    break;
  case 2: value = VALUE_2;
    break;
  case 3: value = VALUE_3;
    break;
  case 4: value = VALUE_4;
    break;
  case 5: value = VALUE_5;
    break;
  case 6: value = VALUE_6;
    break;
  default: value = VALUE_DEFAULT;
    break;
  }
}

const int INPUT_TO_VALUE_TABLE[N_VALUE] = {
  VALUE_0,
  VALUE_1,
  VALUE_2,
  VALUE_3,
  VALUE_4,
  VALUE_5,
  VALUE_6
};

void index_input( int input ) {
  value = ( input < 6 ) ? INPUT_TO_VALUE_TABLE[input] : VALUE_DEFAULT;
}

组件(示例)

由...生成gcc -S.

    .file   "example.c"
    .comm   value,4,4
    .text
    .globl  switch_input
    .type   switch_input, @function
switch_input:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    cmpl    $6, -4(%rbp)
    ja  .L2
    movl    -4(%rbp), %eax
    movq    .L10(,%rax,8), %rax
    jmp *%rax
    .section    .rodata
    .align 8
    .align 4
.L10:
    .quad   .L3
    .quad   .L4
    .quad   .L5
    .quad   .L6
    .quad   .L7
    .quad   .L8
    .quad   .L9
    .text
.L3:
    movl    $0, value(%rip)
    jmp .L1
.L4:
    movl    $1, value(%rip)
    jmp .L1
.L5:
    movl    $2, value(%rip)
    jmp .L1
.L6:
    movl    $3, value(%rip)
    jmp .L1
.L7:
    movl    $4, value(%rip)
    jmp .L1
.L8:
    movl    $5, value(%rip)
    jmp .L1
.L9:
    movl    $6, value(%rip)
    jmp .L1
.L2:
    movl    $-1, value(%rip)
    nop
.L1:
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   switch_input, .-switch_input
    .globl  INPUT_TO_VALUE_TABLE
    .section    .rodata
    .align 16
    .type   INPUT_TO_VALUE_TABLE, @object
    .size   INPUT_TO_VALUE_TABLE, 28
INPUT_TO_VALUE_TABLE:
    .long   0
    .long   1
    .long   2
    .long   3
    .long   4
    .long   5
    .long   6
    .text
    .globl  index_input
    .type   index_input, @function
index_input:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    cmpl    $5, -4(%rbp)
    jg  .L13
    movl    -4(%rbp), %eax
    cltq
    movl    INPUT_TO_VALUE_TABLE(,%rax,4), %eax
    jmp .L14
.L13:
    movl    $-1, %eax
.L14:
    movl    %eax, value(%rip)
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1:
    .size   index_input, .-index_input
    .ident  "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits