为什么编译器不直接使用LSR

嗨，我一直在使用Arduino Uno（所以是ATmega328p）进行项目开发，其中时间非常重要，因此我想看看编译器将我的代码转换成哪些指令。在其中，我有一个uint8_t每次使用迭代都会向右移一位的方法data >>= 1，看来编译器将此翻译为5条指令（data在中r24）：

mov     r18, r24
ldi     r19, 0x00
asr     r19
ror     r18
mov     r24, r18

但是，如果我查看指令集文档，我会看到一条指令正是这样做的： lsr r24

我是否忽略了某些内容，或者为什么编译器也没有使用它？寄存器r18和r19不在其他任何地方使用。

我使用的是Ardunio，但如果我正确的话，请使用普通的avr-gcc编译器。这是生成序列的代码（已修剪）：

ISR(PCINT0_vect) {
    uint8_t data = 0;
    for (uint8_t i = 8; i > 0; --i) {
//        asm volatile ("lsr %0": "+w" (data));
        data >>= 1;
        if (PINB & (1 << PB0))
            data |= 0x80;
    }
    host_data = data;
}

据我所知，Ardunino IDE正在使用系统提供的AVR gcc编译器，版本为6.2.0-1.fc24。两者都通过软件包管理器安装，因此应该是最新的。

arduino avr-gcc

— xZise
source

程序集似乎不对应于C代码。

— 尤金（Eugene Sh）。

好吧，我使用Ardunio IDE对其进行了编译，然后avr-objdump在elf文件中使用了……似乎与之不符的是什么？

— xZise

@Eugene Sh .：它确实对应于C代码。它仅对应于直线data >>= 1;

— Curd

这是“用班次代替分工”是错误建议的情况之一。如果执行/ = 2，则编译器将生成lsr r24; （提示：请尝试使用gcc资源管理器来尝试生成asm代码）

— PlasmaHH

什么编译器？什么处理器？显然，这是使问题有意义的必要信息。

— Olin Lathrop'2

根据C语言规范，任何小于操作大小的值int（取决于特定的编译器；在您的情况下int为16位宽）（在您的情况下为>>）都将上载到int操作之前的值。
编译器的这种行为称为整数提升。

这正是编译器所做的：

r19 = 0是的整数提升值的MSByte data。
（r19，r18）表示该整数的总提升值data，然后由asr r19和右移一位ror 18。
然后将结果隐式地返回给您的uint8_t变量data：
mov r24, r18，即丢弃r19中的MSByte。

编辑：
当然，编译器可以优化代码。
尝试重现该问题，我发现至少使用avr-gcc版本4.9.2不会发生此问题。它创建了非常有效的代码，即C行仅 data >>= 1;被编译为一条lsr r24指令。因此，也许您使用的是非常旧的编译器版本。

— 凝乳
source

这不是总的浪费，因为有时您需要未优化的代码来在汇编程序级别进行调试。然后，如果您有未优化的代码，您将感到非常高兴。

— 凝结

如果我没记错的话，-mint8是使整数变为8位的标志。但是，这有很多不良的副作用。抱歉，我不太记得它们现在是什么，但是由于它们，我从未使用过该标志。多年前，我花了很多时间将avr-gcc与商用编译器进行比较。

— 乔恩（Jon）

哦，是的，C标准要求整数必须至少为16位，因此使用-mint8会破坏所有库。

— 乔恩（Jon）

奈杰尔·琼斯（Nigel Jones）在“用于8位微控制器的高效C代码”中说：“ ... C的整数提升规则可能是对我们这些在8位世界中劳动的人们所犯下的最可恶的罪行” ...

— Dirceu Rodrigues Jr

@Jonas Wielicki：解决该问题的最佳方法是使用更好的编译器。例如，使用avr-gcc版本4.9.2，我无法重现该问题：对于C代码行，d >>= 1;我仅获得一条lsr r24指令。也许xZise使用的是非常旧的编译器版本。

— 凝结