c - 为性能预先计算掩码

Question

作为项目的一部分，我需要在一个大循环内进行掩码计算（大约 10^6 到 10^7 次重复）。我需要保留任意数量的最低有效位（1-8），或特定位置的任何位（7-0，其中 7 是最高有效位）。为了不在主代码中计算 Masks - 并且为了性能，我提出了以下想法（在每种情况下，参数都是从 0 到 7 的无符号字符）：

1）使用头文件中定义的两个全局数组（比如bitops.h）：

char mask[8] = {1, 3, 7, 15, 31, 63, 127, 255};
char position[8] = {1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128};

由于内存延迟，我们可能不得不等待。

2）使用简单的操作（通过宏）计算掩码：

#define mask(x) ((1 << (x + 1)) - 1)
#define position(x) (1 << x)

我们将需要大约 3 个时钟周期用于掩码，而仅需要 1 个时钟周期用于位置。

你有什么建议？第二个选项实际上更快，还是如果我选择第一个，处理器会提前缓存常量？

谢谢你的时间！

Answer 1

您真的应该对此进行基准测试以查看是否存在显着差异，但一般来说，经验法则是，对于简单的计算（例如几个周期），最好即时进行计算，而对于复杂的计算（10s周期或更多）查找表可能更有效。在这种情况下，看起来直接计算将是可行的方法，但还有很多其他因素需要考虑，除非您进行基准测试，否则您将无法确定。

Answer 2

我希望第一个会更好，因为数组应该始终在缓存中。如果你想确定，你应该对它进行基准测试。

但是，除非您确定此循环是一个瓶颈，否则不要浪费您的时间来担心这个问题。首先以最清晰的方式进行，如果性能是一个问题，那么请担心重新设计它。