gcc优化问题：unsigned mod vs if branch

Question

我有一个在实时微控制器程序 (ARM Cortex-M) 中经常调用的函数（每秒至少 40,000 次），它基本上在缓冲区的长度内保留一个计数器，它是不是二的幂。

所以我可以选择以下两个选项之一：

extern uint32_t x;

void increment_MOD(void)
{
    x = (x + 1) % 100;
}

或

void increment_IF(void)
{
    uint32_t tmp = x + 1;
    if (tmp >= 100)
        tmp = 0;
    x = tmp;
}

除非我错了，否则这两个在功能上似乎是等价的，所以：

GCC 将其中之一优化为更快的形式（无论哪个）是否不正确？

看起来 "if" 版本仍然会更快，除非 pipeline/branch 预测错误是一个问题（但 ARM Cortex-M cpus 没有大型管道 AFAIK）。

// it's nice to see that % is implemented
// using multiplication and shifts

increment_MOD:
    ldr r1, .L2
    ldr r3, .L2+4
    ldr r2, [r1]
    add r2, r2, #1
    umull r0, r3, r2, r3
    lsr r3, r3, #5
    add r3, r3, r3, lsl #2
    add r3, r3, r3, lsl #2
    sub r3, r2, r3, lsl #2
    str r3, [r1]
    bx lr
.L2:
   .word x
   .word 1374389535

// this is the IF variant

increment_IF:
    ldr r2, .L6
    ldr r3, [r2]
    add r3, r3, #1
    cmp r3, #99
    movhi r3, #0
    str r3, [r2]
    bx lr
.L6:
    .word x

Answer 1

优化无效，因为编译器无法从代码中得知输入函数时 x 永远不会 >99。如果使用 x=100 进入函数，那么在函数 increment_IF 的出口处使用 if 分支 x=0，而对于 mod 变体 increment_MOD 你得到x=1.

gcc优化问题：unsigned mod vs if branch

Gcc optimization question: unsigned mod vs if branch

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compiler-optimization

modulo