Optimization 一个循环应该被取消多少次？

我正在学习循环展开，以避免依赖项导致的暂停。我在互联网和文献中找到了很多例子，但我没有找到关于用于获得优化代码的算法如何工作的解释（当然，如果有这样的算法的话）。特别是，我不知道如何确定循环应该展开多少次。可以预先计算吗？

你在写编译器吗？否则，您真的不应该自己展开循环。您最有可能相信编译器会在适用的地方为您进行适当的循环展开。

您正在编写编译器吗？否则，您真的不应该自己展开循环。在编译器认为合适的情况下，您最有可能相信它会为您进行适当的循环展开。

经验法则是您展开循环，以便：

• 在“自然”边界4、8、16、32上进行操作。。字节
• 您不会引入过大的寄存器压力（即，您不会开始将寄存器变为内存）
• 您不会一次又一次地重复完全相同的指令序列

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基本上，只要你能投入更多的资源工作，你就可以展开，当你不再能够衡量任何绩效收益时，你就可以停止。

经验法则是，你可以放松，以便：

• 在“自然”边界4、8、16、32上进行操作。。字节
• 您不会引入过大的寄存器压力（即，您不会开始将寄存器变为内存）
• 您不会一次又一次地重复完全相同的指令序列

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基本上，只要你能投入更多的资源来工作，你就会展开工作，当你不再能够衡量任何绩效提升时，你就会停止工作。

我想补充我的回答，因为尽管托尔比约恩·吉勒布林的回答是好的，但在我看来，这并不完整

由于展开，有不同的改进：

算法改进-例如，您的指令集允许处理四个字节而不是一个字节。托比约恩回答得很好

减少循环开销当循环体较小时，循环开销（通常为增量+比较+跳转）会消耗大量时间

total cost = N * (loop body + loop overhead)

展开一次，你就可以

total cost = N/2 * (2 * loop body + loop overhead)  
           = N * loop body + N / 2 * loop overhead

如果循环开销与循环体相比很小，那么展开不会以增加代码大小为代价获得任何收益。示例：当循环体的开销是循环开销的10倍时，展开最多可以提高5%

更好的配对-在具有多个管道（或准配对，例如寄存器重命名和微码生成）的体系结构上，展开可以提供更好的配对机会。同样，只有当环体很小时，它们才值得注意，但公式不能像上面那样容易给出

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展开并不是无害的-请记住，即使在“好”的情况下展开也会使循环的代码大小增加一倍。这可能会从缓存中清除其他代码或数据。在现代桌面架构中，代码大小问题非常严重，因此经验法则是全局优化代码大小，局部热点优化速度

我想补充我的回答，因为尽管托尔比约恩·吉勒布林的回答很好，但在我看来并不完整

由于展开，有不同的改进：

算法改进-例如，您的指令集允许处理四个字节而不是一个字节。托比约恩回答得很好

减少循环开销当循环体较小时，循环开销（通常为增量+比较+跳转）会消耗大量时间

total cost = N * (loop body + loop overhead)

展开一次，你就可以

total cost = N/2 * (2 * loop body + loop overhead)  
           = N * loop body + N / 2 * loop overhead

如果循环开销与循环体相比很小，那么展开不会以增加代码大小为代价获得任何收益。示例：当循环体的开销是循环开销的10倍时，展开最多可以提高5%

更好的配对-在具有多个管道（或准配对，例如寄存器重命名和微码生成）的体系结构上，展开可以提供更好的配对机会。同样，只有当环体很小时，它们才值得注意，但公式不能像上面那样容易给出

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展开并不是无害的-请记住，即使在“好”的情况下展开也会使循环的代码大小增加一倍。这可能会从缓存中清除其他代码或数据。在现代桌面架构中，代码大小问题非常严重，因此经验法则是全局优化代码大小，局部热点优化速度

有时甚至可以不展开循环（对于Core2和up处理器），因为它们有一个“循环流检测器”（他们称之为LSD）。 只需在《英特尔优化指南》中查找即可

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如果代码确实适合（非常小的）队列，那么处理器不需要从一级指令缓存中获取/解码指令，这可以提供一些性能。

有时甚至不展开循环（对于Core2和更高版本的处理器）是有意义的，因为它们有一个“循环流检测器”（它们称之为LSD）。 只需在《英特尔优化指南》中查找即可

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如果代码确实适合（非常小的）队列，则处理器不需要从一级指令缓存中获取/解码指令，这样可以提供一定的性能。

严格来说不是这样-在某些情况下，手动循环展开可以产生比编译器更好的结果-但通常是这样，最好让编译器来做。对于一些较新的微体系结构，最好还是让硬件进行循环展开。我不是自己展开的。我正在为微控制器编写一些C代码，在检查编译器输出的机器代码时，我发现循环已经展开。我只是想知道它是怎么工作的。我不打算手工做这件事，严格说来也不是这样-