Gcc 如何使用内联汇编强制编译器生成条件移动

我花了几个小时试图将以下代码转换为内联程序集（GCC），但没有成功：

int new_low = mid + 1;
int new_high = mid - 1;

if (middle < key) {
    low = new_low;
}

if (!(middle < key)) {
    high = new_high;
}

---

您通常不需要内联asm，但您的问题是，

[low]“=&r”（low）

是一个只写输出！！您告诉编译器变量的旧值是无关的，它是只写的。但对于

cmov

，情况并非如此：它是一个三输入指令：src、dst和FLAGS

对低/高（cmov目标）使用

“+&r”

读/写操作数。事实证明，这基本上是一个副本，其中显示的内联asm与您的几乎相同（使用FP比较而不是整数，但使用相同的cmov指令）

这应该是可行的，但会迫使编译器使用更多的寄存器。（例如，它可以在CMP之后使用LEA来执行mid+1和mid-1，覆盖

mid

。甚至可以使用LEA+INC，因为B和AE条件只读取CF，而且足够新的CPU根本没有部分标志暂停，如果需要，它们只需要cmov分别读取标志的两部分。这就是为什么

cmovbe

是天空上的2-uop指令湖泊，与大多数其他条件下的1相比。）

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使编译器无分支：

---

你试过三元运算符吗，比如

low=（middle？您是否尝试过概要文件引导优化，以便GCC可以看到分支实际上不是很可预测的？（表明，至少在某些情况下，if到无分支的转换通常只在
-O3
处进行）

另外，请记住，无分支会产生数据依赖性，这对于二进制搜索来说可能更糟；推测执行有效地为您提供了内存并行/预取，而不是序列化加载。（）

对于在L1d缓存中命中的小型二进制搜索，分支未命中的代价大于加载使用延迟。但是，一旦您预计会出现一些二级缓存未命中，分支恢复将比三级缓存的负载使用延迟更便宜

1/4和3/4元素的软件预取可以帮助缓解这种情况，隐藏负载使用延迟。这利用了内存级别的并行性（一次有多个负载），即使对于无分支的表单也是如此，其中通过需求负载链存在数据依赖性


如果您可以选择不同的数据结构，则可以使用SIMD非常快速地搜索宽隐式树，以平衡计算和延迟，从而只需几步就可以找到成功的结果。它是有序的，因此您可以按顺序遍历它，或者在命中后找到上一个或下一个元素


相关的：




您如何调用GCC？“寄存器阻塞存在一些问题，我无法正确处理。”这不是一个问题描述。您看到的确切问题是什么？您是否尝试过三元运算符，如
low=（middle？您是否尝试过概要文件引导优化，以便GCC可以看到分支实际上不是很可预测的？（表明，至少在某些情况下，if到无分支的转换通常只在
-O3
处进行）。另外，请记住，无分支创建了数据依赖，这对于二进制搜索来说可能更糟糕；推测性执行有效地为您提供内存并行/预取，而不是序列化加载。使用二进制搜索，使用
低
加
大小
，而不是
低
和
高
。这意味着您只需要一个条件（如果针处于高半部，则更新基准），并且可以无条件地更新大小（切成两半）。这通常会导致出现
cmov
。您给我的建议解决了这个问题。非常感谢。正如您所说的：对于小工作集，带有条件分支的版本会更快，但一旦工作集不适合缓存，带有分支的版本就会更快。你能告诉我更多的资源来解释为什么会这样吗？另外，不管我在做什么，编译器（GCC 4.9和GCC 8）都没有生成cmov。@Bogi:这将是我理解无序执行的首要建议。也许是关于CPU工作原理的一些基础知识。关于二进制搜索，请参见“谢谢，彼得”！我写了一篇关于分支优化的文章，你指出的是其中的关键发现：谢谢，Peter！我写了一篇关于分支优化的文章，您指出的是其中的关键发现：
__asm__ (
    "cmp %[array_middle], %[key];"
    "cmovb %[new_low], %[low];"
    "cmovae %[new_high], %[high];"
    : [low] "=&r"(low), [high] "=&r"(high)
    : [new_low] "r"(new_low), [new_high] "r"(new_high), [array_middle] "r"(middle), [key] "r"(key)
    : "cc"
);