x86 inc与add指令的相对性能

Question

快速提问,事先假设

mov eax, 0

哪个更有效率？

inc eax
inc eax

要么

add eax, 2

另外,如果两个incs更快,编译器(比方说,GCC)通常(即没有积极的优化标志)是否优化var += 2呢？

谢谢你的时间!

PS:不要费心回答"不要过早优化",这仅仅是学术兴趣.

Answer 1

inc同一寄存器上的两条指令(或更一般地说,两条读 - 修改 - 写指令)总是具有至少两个周期的依赖链.这假设一个inc的一个时钟延迟,这是自486以来的情况.这意味着如果周围的指令不能与两个inc指令交错以隐藏那些延迟,则代码将执行得更慢.

但是没有编译器会发出你提出的指令序列(mov eax,0将替换为xor eax,eax,看看寄存器与自身进行异或的目的是什么？)

mov eax,0
inc eax
inc eax

它会被优化

mov eax,2

Answer 2

如果您想知道x86指令的原始性能统计数据,请参阅Agner Fogs博士列表(确切地说是第4卷).关于编译器的部分,那依赖于编译器的代码生成器,而不是你应该依赖的东西.

在旁注:我觉得有趣/具有讽刺意味的是,在关于性能的问题中,你习惯于MOV EAX,0将寄存器归零而不是XOR EAX,EAX:P(如果MOV EAX,0事先完成,最快的变体就是删除inc并添加'和' MOV EAX,2).

Answer 3

出于所有目的，这可能并不重要。但请考虑到inc使用较少的字节。

考虑以下代码：

int x = 0;
x += 2;

在不使用任何优化标志的情况下，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，它变成：

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

很有趣，不是吗？