Unreal Engine 4 —— 使用反汇编来确定该进行优化的地方

这篇博客翻译自Robert Troughton的博客Using the Disassembler to Highlight Optimization Targets，已征得原作者同意。

This post is translated from English. You can find the original English language version here: http://coconutlizard.co.uk/blog/ue4/using-the-disassembler/

UE4中有很多的字符串处理的函数，这些函数会在UE4中的各种情况下被调用 —— 例如无论在编辑器、cooking或者运行游戏时，都会有一大堆的字符串函数被调用。

在最近的测试中，我们着重测试了一下

FPaths::IsRelative()

函数，这个函数可以在Paths.cpp中被找到：

bool FPaths::IsRelative(const FString& InPath)
{
  const bool IsRooted = InPath.StartsWith(TEXT("\\"), ESearchCase::CaseSensitive)   ||
              InPath.StartsWith(TEXT("/"), ESearchCase::CaseSensitive)  ||
              InPath.StartsWith(TEXT("root:/")) |
              (InPath.Len() >=  && FChar::IsAlpha(InPath[]) && InPath[] == TEXT(':'));
  return !IsRooted;
}
           

以上的代码看起来是无害的，只是一些很普通的字符串测试来判定InPath是相对路径(eg. “../engine/myfile.uasset”) 还是绝对路径 (eg. “c:\myfile.uasset”)。

为了研究这段代码，我启动Debugger，在函数中设置了断点并且查看其汇编代码。此时发生了非常恐怖的事，以下只是汇编代码中的一小段：

F6DFF97B4E  mov         ecx,  
F6DFF97B53  xor         edi,edi  
F6DFF97B55  xor         edx,edx  
F6DFF97B57  mov         r8d,ecx  
F6DFF97B5A  mov         qword ptr [rsp+h],rbx  
F6DFF97B5F  mov         dword ptr [rbp+h],edi  
F6DFF97B62  mov         qword ptr [rbp-h],rdi  
F6DFF97B66  mov         qword ptr [rbp-],  
F6DFF97B6E  call        DefaultCalculateSlack (F6DFEC7DD0h)  
F6DFF97B73  movsxd      rcx,eax  
F6DFF97B76  mov         rax,qword ptr [rbp-h]  
F6DFF97B7A  mov         dword ptr [rbp-],ecx  
F6DFF97B7D  test        rax,rax  
F6DFF97B80  jne         FPaths::IsRelative+h (F6DFF97B86h)  
F6DFF97B82  test        ecx,ecx  
F6DFF97B84  je          FPaths::IsRelative+Bh (F6DFF97B9Bh)  
F6DFF97B86  mov         rdx,rcx  
F6DFF97B89  xor         r8d,r8d  
F6DFF97B8C  mov         rcx,rax  
F6DFF97B8F  add         rdx,rdx  
F6DFF97B92  call        FMemory::Realloc (F6DFF04CB0h)  
F6DFF97B97  mov         qword ptr [rbp-h],rax  
F6DFF97B9B  lea         rdx,[ToUpperAdjustmentTable+ABCh (F6E1EFFB9Ch)]  
F6DFF97BA2  mov         r8d,  
F6DFF97BA8  mov         rcx,rax  
F6DFF97BAB  call        FGenericPlatformString::Memcpy (F6DFED3CA0h)  
F6DFF97BB0  lea         rdx,[rbp-h]  
F6DFF97BB4  xor         r8d,r8d  
F6DFF97BB7  mov         rcx,rsi  
F6DFF97BBA  mov         ebx,  
F6DFF97BBF  call        FString::StartsWith (F6DFEDD440h)  
F6DFF97BC4  test        al,al  
F6DFF97BC6  jne         FPaths::IsRelative+BBh (F6DFF97CFBh)
           

以上仅仅是整个函数的汇编代码的冰山一角，而整个函数也只有一行cpp代码，这简直是恐怖。

此外，这个代码不仅仅只是长而已，你应该可以看到有

FMemory::Realloc()

函数的调用。在整个汇编代码中，

FMemory::Realloc()

函数调用了3次。与之对应的，

FMemory::Free()

函数也出现了多次。

还有，

StartsWith()

函数也不是一个很便宜的函数（注意

StartsWith()

只有一个关于

FString

的Implementation）。

因此，我做了如下事：

1. 减少了StartsWith()函数的调用，转而使用更为直接的字符比较。
2. 移除了runtime的TEXT()区块，取而代之的是在外部直接创建。
3. 将其中RootPrefix测试设为在编辑器中才有效。

因此，我最终的代码如下：

// Paths.cpp

    #if WITH_EDITOR
    FString FPaths::RootPrefix = TEXT("root:/");
    #endif // WITH_EDITOR
    bool FPaths::IsRelative(const FString& InPath)
    {
      const uint32 PathLen = InPath.Len();
      const bool IsRooted = PathLen &&
        ((InPath[] == '/') ||
          (PathLen >=  && (
            ((InPath[] == '\\') && (InPath[] == '\\'))
            || (InPath[] == ':' && FChar::IsAlpha(InPath[]))
    #if WITH_EDITOR
            || (InPath.StartsWith(RootPrefix))
    #endif // WITH_EDITOR
          ))
        );
      return !IsRooted;
    }
           

对于.h文件，添加内容如下：

// Paths.h
    private:
    #if WITH_EDITOR
      static FString RootPrefix;
    #endif // WITH_EDITOR
           

重新编译后，最终的汇编代码如下：

F7147B695A  mov         edx,dword ptr [r8+]  
    F7147B695E  mov         rsi,rcx  
    F7147B6961  test        edx,edx  
    F7147B6963  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+h (F7147B6997h)  
    F7147B6965  dec         edx  
    F7147B6967  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+h (F7147B6997h)  
    F7147B6969  mov         rax,qword ptr [r8]  
    F7147B696C  movzx       ecx,word ptr [rax]  
    F7147B696F  cmp         cx,h  
    F7147B6973  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+A9h (F7147B69D9h)  
    F7147B6975  cmp         edx,  
    F7147B6978  jb          FPaths::ConvertRelativePathToFull+h (F7147B6997h)  
    F7147B697A  cmp         cx,Ch  
    F7147B697E  jne         FPaths::ConvertRelativePathToFull+h (F7147B6986h)  
    F7147B6980  cmp         word ptr [rax+],cx  
    F7147B6984  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+A9h (F7147B69D9h)  
    F7147B6986  cmp         word ptr [rax+],Ah  
    F7147B698B  jne         FPaths::ConvertRelativePathToFull+h (F7147B6997h)  
    F7147B698D  call        qword ptr [__imp_iswalpha (F716557B48h)]  
    F7147B6993  test        eax,eax  
    F7147B6995  jne         FPaths::ConvertRelativePathToFull+A9h (F7147B69D9h)
           

以上的汇编代码是在non-editor模式中的整个函数的汇编代码，我相信你我都能同意以上代码的性能要好得多。

优化这段代码还带来了一个很好的副作用：编译器会将这段逻辑进行inline操作，我们甚至不需要声明

FORCEINLINE

或者

INLINE

宏！

我的最终测试表明这段代码的性能快了将近20倍，而代码资源占用量只是原来的10%。