ARM在硬件上不支持除法指令，編譯器是通過(guò)調(diào)用C庫(kù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算的，有許多不同類(lèi)型的除法程序來(lái)適應(yīng)不同的除數(shù)和被除數(shù)。但直接利用C庫(kù)函數(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)除法程序，根據(jù)執(zhí)行情況和輸入操作數(shù)的范圍，要花費(fèi)20～100個(gè)周期，消耗較多的軟件運(yùn)行時(shí)間。在實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用中，對(duì)時(shí)間參數(shù)較為敏感，故可以考慮如何優(yōu)化避免除法消耗過(guò)多的CPU運(yùn)行時(shí)間。

　　除法和模運(yùn)算(/和%)執(zhí)行起來(lái)比較慢，所以應(yīng)盡量避免使用。但是，除數(shù)是常數(shù)的除法運(yùn)算和用同一個(gè)除數(shù)的重復(fù)除法，執(zhí)行效率會(huì)比較高。在ARM中，可以利用單條MUL指令實(shí)現(xiàn)乘法操作。本文將闡述如何用乘法運(yùn)算代替除法運(yùn)算，以及如何使除法的次數(shù)最少化。

　　1 避免除法運(yùn)算

　　在非嵌入式領(lǐng)域，因?yàn)镃PU運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)器容量大，除法操作通常都是不加考慮直接使用的。但在嵌入式領(lǐng)域，首先需要考慮的是這些除法操作是否是必須的。以對(duì)環(huán)形緩沖區(qū)操作為例，經(jīng)常要用到除法，其實(shí)完全可以避免這些除法運(yùn)算。

?

　　假定有一個(gè)buffer_size大小的環(huán)形緩沖區(qū)，如圖1所示，offset指定目前所在的位置。通過(guò)increment字節(jié)來(lái)增加offset的值，一般是這樣寫(xiě)的：

　　0ffset=(Offset+increment)%buffer_size;

　　效率更高的寫(xiě)法是：

　　offset+=increment;

　　if(offset>=buffer_size){

　　offset-=buffer_size;

　　}

　　第一種寫(xiě)法要花費(fèi)50個(gè)周期，而第二種因?yàn)闆](méi)有除法運(yùn)算，只須花費(fèi)3個(gè)周期。這里假定increment

　　如果不能避免除法運(yùn)算，那么就應(yīng)盡量使除數(shù)和被除數(shù)是無(wú)符號(hào)的整數(shù)。有符號(hào)的除法程序執(zhí)行起來(lái)更加慢，因?yàn)樗鼈兿纫〉贸龜?shù)和被除數(shù)的絕對(duì)值，再調(diào)用無(wú)符號(hào)除法運(yùn)算，最后再確定結(jié)果的符號(hào)。

　　2 充分利用商和余數(shù)

　　許多C語(yǔ)言庫(kù)中的除法函數(shù)返回商和余數(shù)。換句話說(shuō)，每一個(gè)除法運(yùn)算，余數(shù)是可以無(wú)償?shù)玫降模粗嗳弧＠纾谄聊痪彌_區(qū)找到偏移量為offset的屏幕位置(x，y)，可以這樣寫(xiě)：

　　typeclef struct{

　　int x;

　　int y;

　　}point;

　　point getxy_v1(unsigned int offset，unsigned int bytes_per_line){

　　point p;

　　p.y=offset/lt)ytes_per_line;

　　p.x=offset - p.y* bytes_per_line;

　　return p;

　　}

　　這里，似乎對(duì)p.x使用減法和乘法，少了一次除法運(yùn)算;但是，實(shí)際上使用模運(yùn)算或者取余操作效率更高，對(duì)getxy_v1改進(jìn)如下：

　　point getxy_v2(unsigned int offset，unsigned int bytes_per_line){

　　point P;

　　P.x=offset%bytes_per_1ine;

　　P.y=offset/bytes_per_line;

　　return P;

　　}

　　從下面編譯器的輸出結(jié)果可以看到，只有一次除法調(diào)用。實(shí)際上，這個(gè)程序要比前面的getxy_vl少4條指令(注意，并不是對(duì)所有的編譯器和C庫(kù)都有這樣的結(jié)果)。

　　getxy_v2

　　STMFD r13!，{r4，r14};保存r4，lr人堆棧

　　MOV r4，r0 ;賦值后r4保存的為點(diǎn)P基址

　　MOV r0，r2 ;r0=bytes_per_line

　　BL rt_udiv ;調(diào)用無(wú)符號(hào)除法例程

　　(r0.;r1)=(rl/r0，rl%r0)

　　STR r0，[r4，#4] ;P.y=offset/bytes_per_line

　　STR rl，[r4，#o] ;P.x=offset%bytes_per_line

　　LDMFD r13!，(r4，pc);恢復(fù)上下文，返回