条件与运算符？

Question

在 GCC（4.8.2 版）手册中，声明如下：

-ftree-loop-if-convert-stores:
也尝试 if-convert 包含内存的条件跳转 写道。这种转换对于多线程来说可能是不安全的 程序，因为它将条件内存写入转换为 无条件内存写入。例如，

   for (i = 0; i < N; i++)
      if (cond)
        A[i] = expr;

转化为

   for (i = 0; i < N; i++)
       A[i] = cond ? expr : A[i];

可能产生数据竞争。

不过，我想知道使用 operator? 与 if 语句相比是否会提高性能。

• 在第一段代码中，A[i] 设置为expr 仅满足条件。如果不满足，则跳过语句内的代码。
• 在第二个中，A[i] 似乎不管条件都写了；该条件仅影响其设置的值。

通过使用operator?，我们也在做检查；但是，在不满足条件的情况下，我们会增加一些开销。我错过了什么吗？

Answer 1

所谓的条件跳转被转换为条件移动指令，即cmove 系列指令。它们提高了速度，因为它们不会像跳转那样停止处理器流水线。

使用跳转指令，您预先不知道要加载哪些指令，因此使用预测并在管道中加载分支。如果预测正确，一切都很好，下一条指令已经在管道上执行。但是，在跳转评估之后，如果预测错误，那么流水线中已经存在的所有后续指令都是无用的，因此必须释放流水线，并加载正确的指令。现代处理器包含 16-30 级管道，并且分支错误预测会严重降低性能。条件移动绕过了这一点，因为它们不会在程序流中插入分支。

但是 cmove 总是写吗？

来自 Intel x86 指令集参考：

CMOVcc 指令检查 EFLAGS 寄存器 [..] 中一个或多个状态标志的状态，并在标志处于指定状态（或条件）时执行移动操作。 [..] 如果条件不满足，移动 不执行，继续执行 CMOVcc 指令之后的指令。

编辑

在进一步研究 gcc 手册后，我感到困惑，因为据我所知，编译器不会优化将 C 代码转换为另一个 C 代码，而是使用控制流图等内部数据结构，所以我真的不知道是什么他们的意思是他们的榜样。我想它们是指生成的新流的 C 等效项。我不确定这个优化是否是关于生成cmoves。

编辑 2

由于cmove 使用寄存器而不是内存进行操作，因此

if (cond)
  A[i] = expr

无法生成cmove。

不过这个

 A[i] = cond ? expr : A[i];

可以。

假设我们在bx 中有expr 值。

load A[i] into ax
cmp // cond
cmove ax, bx
store ax into &A[i]

因此，为了使用cmove，您必须读取 A[i] 值并将其写回 if cond if false，这与 if 语句不等效，而是与三元运算符等效。