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() >= 2 && FChar::IsAlpha(InPath[0]) && InPath[1] == 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：

00007FF6DFF97B4E  mov         ecx,2
00007FF6DFF97B53  xor         edi,edi
00007FF6DFF97B55  xor         edx,edx
00007FF6DFF97B57  mov         r8d,ecx
00007FF6DFF97B5A  mov         qword ptr [rsp+70h],rbx
00007FF6DFF97B5F  mov         dword ptr [rbp+28h],edi
00007FF6DFF97B62  mov         qword ptr [rbp-10h],rdi
00007FF6DFF97B66  mov         qword ptr [rbp-8],2
00007FF6DFF97B6E  call        DefaultCalculateSlack (07FF6DFEC7DD0h)
00007FF6DFF97B73  movsxd      rcx,eax
00007FF6DFF97B76  mov         rax,qword ptr [rbp-10h]
00007FF6DFF97B7A  mov         dword ptr [rbp-4],ecx
00007FF6DFF97B7D  test        rax,rax
00007FF6DFF97B80  jne         FPaths::IsRelative+46h (07FF6DFF97B86h)
00007FF6DFF97B82  test        ecx,ecx
00007FF6DFF97B84  je          FPaths::IsRelative+5Bh (07FF6DFF97B9Bh)
00007FF6DFF97B86  mov         rdx,rcx
00007FF6DFF97B89  xor         r8d,r8d
00007FF6DFF97B8C  mov         rcx,rax
00007FF6DFF97B8F  add         rdx,rdx
00007FF6DFF97B92  call        FMemory::Realloc (07FF6DFF04CB0h)
00007FF6DFF97B97  mov         qword ptr [rbp-10h],rax
00007FF6DFF97B9B  lea         rdx,[ToUpperAdjustmentTable+2ABCh (07FF6E1EFFB9Ch)]
00007FF6DFF97BA2  mov         r8d,4
00007FF6DFF97BA8  mov         rcx,rax
00007FF6DFF97BAB  call        FGenericPlatformString::Memcpy (07FF6DFED3CA0h)
00007FF6DFF97BB0  lea         rdx,[rbp-10h]
00007FF6DFF97BB4  xor         r8d,r8d
00007FF6DFF97BB7  mov         rcx,rsi
00007FF6DFF97BBA  mov         ebx,1
00007FF6DFF97BBF  call        FString::StartsWith (07FF6DFEDD440h)
00007FF6DFF97BC4  test        al,al
00007FF6DFF97BC6  jne         FPaths::IsRelative+1BBh (07FF6DFF97CFBh)

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：

减少了StartsWith()函数的调用，转而使用更为直接的字符比较。

移除了runtime的TEXT()区块，取而代之的是在外部直接创建。

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[0] == '/') ||
(PathLen >= 2 && (
((InPath[0] == '\\') && (InPath[1] == '\\'))
|| (InPath[1] == ':' && FChar::IsAlpha(InPath[0]))
#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：

00007FF7147B695A  mov         edx,dword ptr [r8+8]
00007FF7147B695E  mov         rsi,rcx
00007FF7147B6961  test        edx,edx
00007FF7147B6963  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+67h (07FF7147B6997h)
00007FF7147B6965  dec         edx
00007FF7147B6967  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+67h (07FF7147B6997h)
00007FF7147B6969  mov         rax,qword ptr [r8]
00007FF7147B696C  movzx       ecx,word ptr [rax]
00007FF7147B696F  cmp         cx,2Fh
00007FF7147B6973  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+0A9h (07FF7147B69D9h)
00007FF7147B6975  cmp         edx,2
00007FF7147B6978  jb          FPaths::ConvertRelativePathToFull+67h (07FF7147B6997h)
00007FF7147B697A  cmp         cx,5Ch
00007FF7147B697E  jne         FPaths::ConvertRelativePathToFull+56h (07FF7147B6986h)
00007FF7147B6980  cmp         word ptr [rax+2],cx
00007FF7147B6984  je          FPaths::ConvertRelativePathToFull+0A9h (07FF7147B69D9h)
00007FF7147B6986  cmp         word ptr [rax+2],3Ah
00007FF7147B698B  jne         FPaths::ConvertRelativePathToFull+67h (07FF7147B6997h)
00007FF7147B698D  call        qword ptr [__imp_iswalpha (07FF716557B48h)]
00007FF7147B6993  test        eax,eax
00007FF7147B6995  jne         FPaths::ConvertRelativePathToFull+0A9h (07FF7147B69D9h)

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%。