为什么 for 循环比预期多出 1 条指令？

Question

我写了很多向量化的循环，所以1个常见的成语是

volatile int dummy[1<<10];
for (int64_t i = 0; i + 16 <= argc; i+= 16)   // process all elements with whole vector
{
  int x = dummy[i];
}
// handle remainder (hopefully with SIMD too)

但是生成的机器代码比我想要的多 1 条指令（使用 gcc 4.9）

.L3:
        leaq    -16(%rax), %rdx
        addq    $16, %rax
        cmpq    %rcx, %rax
        movl    -120(%rsp,%rdx,4), %edx
        jbe     .L3

如果我将代码更改为for (int64_t i = 0; i <= argc - 16; i+= 16)，那么“额外” 指令消失了：

.L2:
        movl    -120(%rsp,%rax,4), %ecx
        addq    $16, %rax
        cmpq    %rdx, %rax
        jbe     .L2

但为什么会有差异？我在想可能是由于循环不变量，但太模糊了。然后我注意到在 5 指令情况下，增量是在加载之前完成的，由于 x86 的破坏性 2 操作数指令，这将需要额外的 mov。 所以另一种解释可能是它的交易指令并行性为 1 条额外指令。

虽然看起来几乎不会有任何性能差异，但有人能解释一下这个谜团吗（最好谁知道编译器转换）？

理想情况下，我希望保留 i + 16

Answer 1

如果argc 低于-2147483632，并且i 低于2147483632，则表达式i+16 <= argc 将需要产生算术正确的结果，而表达式和i<argc-16 则不会。在这种极端情况下需要给出算术正确的结果会阻止编译器优化前一个表达式以匹配后者。