如何获取 CPU 的分支目标缓冲区 (BTB) 大小？

Question

当 LOOPS > BTB_SIZE 时执行此例程很有用， 例如，

来自

int n = 0;
for (int i = 0; i < LOOPS; i++)
    n++;

到

int n = 0;
int loops = LOOPS / 2;
for(int i = 0; i < loops; i+=2)
    n += 2;

可以减少分支失误。

BTB ref:http://www-ee.eng.hawaii.edu/~tep/EE461/Notes/ILP/buffer.html 但它没有说明如何获取 BTB 大小。

Answer 1

从 BTB 的角度来看，两个版本是相同的。在这两个版本中（如果编译未优化）只有一个条件跳转（每个都源自i<LOOPS），因此代码中只有一个跳转目标，因此只使用一个分支目标缓冲区。您可以使用Matt Godbolt's compiler explorer 查看生成的汇编代码。

会有区别

for(int i=0;i<n;i++){
    if(i%2==0)
        do_something();
}

和

for(int i=0;i<n;i++){
    if(i%2==0)
        do_something();
    if(i%3==0)
        do_something_different();
}

第一个版本需要 2 个分支目标缓冲区（对于 for 和 if），第二个版本需要 3 个分支目标缓冲区（对于 for 和两个 ifs）。

不过，how Matt Godbolt found out，有 4096 个分支目标缓冲区，所以我不会太担心。

Answer 2

任何称职的现代编译器都应该将代码优化为int n = LOOPS;，但在更复杂的示例中，编译器会负责这种优化；例如，参见LLVM's auto-vectorisation，它处理多种循环展开。与其尝试优化代码，不如找到合适的编译器标志来让编译器完成所有艰苦的工作。