Assembly CMOV提高CPU管道性能的原因是什么？

我理解当一个分支很容易预测时，最好使用IF语句，因为该分支是完全自由的。我了解到，如果分支不容易预测，那么CMOV更好。然而，我不太明白如何才能做到这一点

当然问题域仍然是相同的-我们不知道下一条要执行的指令的地址？因此，我不明白在执行CMOV的过程中，如何帮助指令获取程序（过去10个CPU周期）选择正确的路径并防止管道暂停

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有人能帮我理解CMOV是如何改进分支的吗

CMOV指令不引导控制流的路径。它们是根据条件代码计算结果而执行的指令，即谓词指令。一些体系结构（如ARM）可以基于条件代码断言多种形式的指令，但x86只能执行“mov”，即条件移动（CMOV）。为了确定指令的结果，这些指令被解码并延迟执行

另一方面，分支是预测的，并实际指导指令的执行。分支预测器“向前看”指令“fetcher”，专门寻找分支指令，并通过控制流来预测路径。想象一下一条铁路轨道，前面的一个人将轨道向左或向右移动，告诉火车去哪里。如果那家伙选错了方向，火车必须停下来，后退，然后再朝正确的方向移动。浪费了很多时间

另一方面，CMOV不会控制流量。它们只是指令，需要花费额外的时间（并创建额外的依赖项）根据条件代码找出移动的正确结果。想想火车，它不是决定向左或向右行驶，而是走一条直线，不需要转弯，但速度稍慢（显然要复杂一些，但这是我现在能想到的最好的方法）

CMOV过去非常糟糕（延迟非常高），但后来改进得非常快，使其更具可用性和性能价值

希望这有帮助

有人能帮我理解CMOV是如何改进分支的吗

嗯，它并没有改善分支，而是消除了分支。CMOV可以看作是一个MOV和NOP中的两条指令。执行哪一个取决于标志。因此，在内部，它可能看起来像

if (cond) {
    mov dst, src
} else {
    nop
}

当然问题域仍然是相同的-我们不知道下一条要执行的指令的地址

嗯，不是。下一条指令总是在CMOV之后的指令，因此指令管道不会失效和重新加载（分支预测和其他优化放在一边）。这是一个连续的宏操作码流。下面是一个简单的例子

if (ecx==5)
    eax = TRUE
else
    eax = FALSE

在基本asm中：

cmp ecx,5      ; is ecx==5
jne unequal    ; what is the address of the next instruction? conditional branch
mov eax,TRUE   ; possibility one
jmp fin
unequal:       : possibility two
mov eax,FALSE
fin:
nop

与CMOV

cmp ecx,5
mov eax, FALSE   ; mov doesn't affect flags
mov ebx, TRUE    ; because CMOV doesn't take immediate src operands, use EBX for alternative
cmove eax, ebx   ; executes as MOV if zero-flag is set, otherwise as NOP
nop              ; always the next instruction, no pipeline stall

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在当前的CPU上值得吗？一个明确的答案是肯定的。根据我的经验和（当然）取决于算法，速度增益是显著的，值得付出努力。

如果指令序列是

I1，我们如何“不知道要执行的下一条指令的地址”的可能重复；CMOV；I3

，指令

I1

，然后

CMOV

，然后

I3

始终按此顺序执行。在

I1

之后的是

CMOV

。在

CMOV

之后的是

I3

；它有助于实现通用分支不承认的优化。或者，您可以将CMOV视为根本不是分支，而是一个命令，其效果是

Dest=（Dest和not条件）或（Source和Condition）

，其中Source、Dest和Condition是位。Seva的解释比这两个答案都好。它是数据依赖项，而不是控件依赖项。它有3个输入（dest、src和标志），并产生一个输出（dest）。对于OOO管道，它可以像adc（具有相同的三个输入和一个输出）一样进行跟踪。答案很好，尽管我希望cmov的火车示例可以包括以某种方式在铁路之间拆分手推车，其中一个最终坠入深渊（显然也会有屋顶打架的场景）根据我的测试，短跑（1-4个指令）在某些情况下速度会更快。

cmove

不允许立即操作数。因此您需要对寄存器进行加密：

mov ebx，TRUE

然后

cmove eax，ebx

。没错。如果没有备用寄存器，可以使用ddTRUE之类的变量。或者，在这种特殊情况下，

sete

。