写程序稍微有点年头的人都知道，一般情况下CPU的位运算比乘除运算是快很多的，比如说k %= 64,完全能够写成 k &= 63来达到加速的目的，k *=2也完全可以写成k«= 1.在电脑上这东西可能还没有那么严重，因为CPU原生了比较快的一个乘法、除法指令，在写嵌入式程序的时候尤其是不带硬件乘法器、除法器的时候用这些小技巧能够省下不少时间，对于那种一秒钟触发几万、几十万次的操作来说，这样子能够省下很大的CPU资源。
我们都知道的道理，写编译器的人当然也知道，我一直在想，如果我在程序里面写了一句k %= 64,编译器到底会不会帮我优化成k &= 63,今天突然奇想，准备看一下。
| 先试了一下最近在用的MDK，由于MDK的优化级别比较高，为了不让我的费语句被编译器优化掉，我写了总共五句话来告诉编译器“这个t变量是实实在在起作用了的，求求你别优化”掉- - |
int t;
t = rand();
t %= 64;
srand(t);
t = rand();
汇编之后结果如下：
11: int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t %= 64;
0x08000438 4620 MOV r0,r4
0x0800043A EA4F71E4 ASR r1,r4,#31
0x0800043E EB046191 ADD r1,r4,r1,LSR #26
0x08000442 EA4F11A1 ASR r1,r1,#6
0x08000446 EBA41481 SUB r4,r4,r1,LSL #6
14: srand(t);
0x0800044A 4620 MOV r0,r4
0x0800044C F002FB88 BL.W 0x08002B60
15: t = rand();
发现结果很神奇，编译器既没有简单的把%编译为除法，也没有编译为与运算达到优化的目的，而是有一大堆语句单周期指令，灵光一闪，难道是因为有符号数，所以编译器要考虑的东西比较多？于是把int t改成了unsigned t，再看一下。
11: unsigned int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t %= 64;
0x08000438 F004043F AND r4,r4,#0x3F
14: srand(t);
0x0800043C 4620 MOV r0,r4
0x0800043E F002FB89 BL.W 0x08002B54
15: t = rand();
果然不出意料，%被优化到只有一句简单的&
接下来试试除法运算，既然都改成unsigned int了，就先试无符号数吧
11: unsigned int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t /= 64;
0x08000438 EA4F1494 LSR r4,r4,#6
14: srand(t);
0x0800043C 4620 MOV r0,r4
0x0800043E F002FB89 BL.W 0x08002B54
15: t = rand();
不出所料，编译器很聪明的优化成了一个逻辑右移，再试试乘法
11: unsigned int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t *= 64;
0x08000438 EA4F1484 LSL r4,r4,#6
14: srand(t);
0x0800043C 4620 MOV r0,r4
0x0800043E F002FB89 BL.W 0x08002B54
15: t = rand();
很顺利，优化成了左移
对于非2的整数次幂会怎么样，比如48？试试看！
11: unsigned int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t *= 48;
0x08000438 EB040044 ADD r0,r4,r4,LSL #1
0x0800043C EA4F1400 LSL r4,r0,#4
14: srand(t);
0x08000440 4620 MOV r0,r4
0x08000442 F002FB89 BL.W 0x08002B58
15: t = rand();
看来编译器十分聪明，通过位运算的办法间接实现了乘法运算，我们知道，48在2进制下面是110000，因为只有2个1，所以可以这么干，来试试1比较多的情况，比如10101010，也就是170
11: unsigned int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t *= 170;
0x08000438 F04F00AA MOV r0,#0xAA
0x0800043C FB04F400 MUL r4,r4,r0
14: srand(t);
0x08000440 4620 MOV r0,r4
0x08000442 F002FB89 BL.W 0x08002B58
15: t = rand();
编译器表示无能为力了，直接给我来了一条mul指令，不过实际上由于stm32是带了单周期硬件乘法器的，所以mul指令反而很快……
接下来试试有符号数的情况
先是除法
11: int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t /= 64;
0x08000438 4620 MOV r0,r4
0x0800043A EA4F71E4 ASR r1,r4,#31
0x0800043E EB046191 ADD r1,r4,r1,LSR #26
0x08000442 EA4F14A1 ASR r4,r1,#6
14: srand(t);
0x08000446 4620 MOV r0,r4
0x08000448 F002FB88 BL.W 0x08002B5C
15: t = rand();
嗯嗯，编译器通过四句单周期指令间接实现了除法，主要还是因为多了负数的情况
看看乘法的情况
11: int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t *= 64;
0x08000438 EA4F1484 LSL r4,r4,#6
14: srand(t);
0x0800043C 4620 MOV r0,r4
0x0800043E F002FB89 BL.W 0x08002B54
15: t = rand();
编译器利用了LSL指令一次性实现了乘法的运算，试试乘以48
11: int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t *= 48;
0x08000438 EB040044 ADD r0,r4,r4,LSL #1
0x0800043C EA4F1400 LSL r4,r0,#4
14: srand(t);
0x08000440 4620 MOV r0,r4
0x08000442 F002FB89 BL.W 0x08002B58
15: t = rand();
跟无符号数类似，170也试试
11: int t;
0x08000430 B508 PUSH {r3,lr}
12: t = rand();
0x08000432 F7FFFED3 BL.W 0x080001DC
0x08000436 4604 MOV r4,r0
13: t *= 170;
0x08000438 F04F00AA MOV r0,#0xAA
0x0800043C FB04F400 MUL r4,r4,r0
14: srand(t);
0x08000440 4620 MOV r0,r4
0x08000442 F002FB89 BL.W 0x08002B58
15: t = rand();
不出意料，它放弃优化了。
结论：为了能够让编译器达到比较好的优化效果，能够用无符号数的地方就别用有符号数。
文章比较长了，Visual Studio 2010中的测试再开一篇吧。