优化 Delphi 针对 Android/ARM 目标的代码生成：一份完整指南

2024-03-17 01:58:57

改善 Delphi 针对 Android/ARM 目标的代码生成

引言

作为一名 Delphi 开发者，编译代码以在 Android 设备上原生运行的需求十分迫切。虽然 Delphi 编译器利用 LLVM 后端为 ARM 设备生成代码，但默认情况下生成的代码效率并不尽如人意。本指南将深入探讨如何优化 Delphi 代码生成，从而生成更紧凑且高效的 ARM 代码。

问题的根源

Delphi 在处理 ARM 目标时存在一些编译器行为，阻碍了代码的优化。这些问题包括：

大量使用堆栈
仅将寄存器 r0-r3 用作临时变量
以 4 个字节对字节加载操作加载普通 32 位整数

解决方法

为了解决这些问题，我们可以采取以下步骤：

减少堆栈使用： 通过使用全局变量或寄存器分配策略来存储局部变量，从而减少堆栈使用。
优化寄存器使用： Delphi 倾向于将寄存器 r0-r3 用作临时变量，这限制了编译器的优化能力。通过在代码中使用更多的寄存器并明确管理寄存器分配，可以提高代码效率。
优化加载操作： Delphi 将 32 位整数加载为 4 个字节对字节加载操作，这会浪费指令。通过使用编译器选项或手动内联汇编来优化这些加载操作，可以显著提高性能。

编译器选项

Delphi 提供了一些编译器选项，可影响生成的 ARM 代码的优化级别。这些选项包括：

优化（-O）： 启用代码优化。
编译至寄存器（-r）： 强制编译器将局部变量分配到寄存器。
汇编内存（-a）： 生成汇编内存优化，可以减少加载操作的数量。

手动汇编内联

对于更精细的优化，可以使用手动汇编内联来修改 Delphi 生成的代码。通过在代码中使用 inline asm 指令，可以访问 LLVM 的底层优化功能，并手动调整加载操作、寄存器分配和其他代码生成细节。

示例优化

以下是针对 Android/ARM 目标优化代码的一个示例：

// 原代码
function ReadInteger(APInteger : PInteger) : Integer;
begin
  Result := APInteger^;
end;

// 优化代码
inline asm
mov r0, [APInteger]
ldmia r0, {r0, r1}
and r0, r0, r1, lsr #8
and r1, r1, r0, lsl #8
orr r0, r0, r1, lsl #16
mov Result, r0
end;