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提高代码执行效率的几个小技巧

2019-01-22

前言

目录

一、方法参数限制

ARM64 有34个寄存器,包括 31 个通用寄存器( x0-x30)、SP、PC、CPSR。

x0 - x30 是31个通用整型寄存器。每个寄存器可以存取一个 64 位大小的数。 当使用 r0 - r30 访问时,它就是一个 64 位的数。当使用 w0 - w30 访问时,访问的是这些寄存器的低 32 位。

寄存器位数描述
x0-x3064bit通用寄存器,如果有需要可以当做32bit使用:WO-W30
FP(x29)64bit保存栈帧地址(栈底指针)
LR(x30)64bit通常称X30为程序链接寄存器,保存子程序结束后需要执行的下一条指令
SP64bit保存栈指针,使用 SP/WSP来进行对SP寄存器的访问
PC64bit程序计数器,俗称PC指针,总是指向即将要执行的下一条指令,在arm64中,软件是不能改写PC寄存器的
CPSR64bit状态寄存器

Xcode 在真机中运行项目,添加断点 LLDB 中查看各寄存器状态register read

CPU 由寄存器、运算器、控制器三部分组成,其中寄存器的主要作用是用于存储信息。可以理解为是内存的一种,但是比内存高效的多。ARM64 中 X0 - X7 寄存器主要用于子程序调用时的参数传递,如果方法传递的参数过多,寄存器不够使用,此时会将多余的参数直接存放于函数调用栈中。而栈主要存在于内存中,相比寄存器而言速度会慢很多,所以 iOS 实际开发中应注意参数传递个数,参数传递过多,一定程度会降低代码执行速度。不同平台情况不一样,64 位 AT&T 汇编中 %rdi、%rsi、%rdx、%rcx、%r8、%r9、%r10等寄存器用于存放函数参数,还有一些平台可能直接使用栈保存函数参数,此种情况理论上参数个多对代码执行效率没有太多影响。

int sum(int a,int b,int c, int d,int e,int f,int g,int h,int i,int j,int k){
    return a + b + c + d + e + f + g + h;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        int num = sum(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11);
        NSLog(@"%d",num);
    }
    return 0;
}

上述代码对应的 64 位AT&T 汇编代码如下。仔细观察下面汇编代码,从第 13 行开始,涉及 rsp 指针的加减操作,说明之后的参数存在于栈区(对栈进行读写的内存地址编号是由 rsp 寄存器进行管理的。push 指令和 pop 指令运行后,esp 寄存器的值会自动进行更新,push 指令 rsp 减少,pop 命令 rsp 增加)。 也即前 7 个参数存在于寄存器中(%rdi、%rsi、%rdx、%rcx、%r8、%r9、%r10),后 4 个参数保存在栈中。

    0x100000eb2 <+34>:  movl   $0x1, %edi
    0x100000eb7 <+39>:  movl   $0x2, %esi
    0x100000ebc <+44>:  movl   $0x3, %edx
    0x100000ec1 <+49>:  movl   $0x4, %ecx
    0x100000ec6 <+54>:  movl   $0x5, %r8d
    0x100000ecc <+60>:  movl   $0x6, %r9d
    0x100000ed2 <+66>:  movl   $0x7, %r10d
    0x100000ed8 <+72>:  movl   $0x8, %r11d
    0x100000ede <+78>:  movl   $0x9, %ebx
    0x100000ee3 <+83>:  movl   $0xa, %r14d
    0x100000ee9 <+89>:  movl   $0xb, %r15d
    0x100000eef <+95>:  movl   $0x7, (%rsp)
    0x100000ef6 <+102>: movl   $0x8, 0x8(%rsp)//第13行
    0x100000efe <+110>: movl   $0x9, 0x10(%rsp)
    0x100000f06 <+118>: movl   $0xa, 0x18(%rsp)
    0x100000f0e <+126>: movl   $0xb, 0x20(%rsp)
    0x100000f16 <+134>: movq   %rax, -0x40(%rbp)
    0x100000f1a <+138>: movl   %r15d, -0x44(%rbp)
    0x100000f1e <+142>: movl   %r14d, -0x48(%rbp)
    0x100000f22 <+146>: movl   %ebx, -0x4c(%rbp)
    0x100000f25 <+149>: movl   %r11d, -0x50(%rbp)
    0x100000f29 <+153>: movl   %r10d, -0x54(%rbp)
    0x100000f2d <+157>: callq  0x100000e30               ; sum at main.m:11

二、反汇编 switch case & if else

2.1 反汇编 if else

int a = 1;
if (a > 1) {
     NSLog(@"a > 1");
}else if(a > 2){
      NSLog(@"a > 2");
 }else{
       NSLog(@"a <= 1");
 }

上述代码对应的汇编代码如下。第 3 行表示比较 1 和 a 的值,第 5 行表示如果 a <= 1,则跳转到指令0x100000f16处,也即第 11 行,其中 jle 中的 l和 e 的含义分别是 lower 和 equal; 否则输出 a > 1,对应第 6 行。后面的判断依次类推,依次对