“如果为零跳”（jz）更快吗？

Question

我正在阅读this article，我注意到了jz指令。这让我想到了：

这段代码的汇编

for (int i=max;i!=0;--i){
    //Some operation
}

优于此代码的程序集？

for (int i=0;i<max;++i){
    //Some operation
}

只要您不关心数据是否随着i的增加而处理，就没有语义差异。高速缓存未命中也不应该受到影响，因为它们可以按任意方式顺序工作。

我在汇编时写的不够好，但我认为第一个例子只使用jz。第二个使用cmp，然后是jg，还需要另一个变量max。第一个例子只需要循环计数器，因为0是隐式的。

这也可能是编译器用来优化的东西，但我可以想象它无法进行优化的情况。

Answer 1

假设我们有cmp a,b。

处理器将临时减去操作数（不影响其值），正确设置标志，然后评估jmp跳转操作。

因此，在您的示例中，制作jz，而不是cmp和jmp的速度更快。

Answer 2

我认为这主要是solved problem与现代编译器。或者，如果没有解决，那么至少通常正确，应用启发式方法来产生更好的循环变换。对于x86 [-64]，有更重要的考虑因素，例如，循环＆＃39; body＆＃39;适合指令缓存？跳跃目的地是否适当对齐？分支预测是否有效？

使用x86实现循环有多种方法。例如，

• 使用j[e|r]cxz指令，避免标记寄存器 - 虽然解码速度较慢。

• 在sub之前使用add或j<cond>而不是dec或inc，以避免部分标记寄存器停止。

  < / LI>

operation也很重要。编译时是否知道max？

for (int i = 0; i < max / 4; i++)
{
    operation;
    operation;
    operation;
    operation;
}

如果operation足够简单（例如，浮点运算），它可能会从这种n路调度中受益。如果每个操作都取决于之前的操作，则不会。

查看GMP之类的内容。 mpn/x86[-64]目录为不同的微架构优化循环。 Agner Fog's optimization manuals是一个很好的资源。

Answer 3

有时循环倒计时可以释放一个寄存器，这可能会比跳转条件的任何差异更有用（特别是在x86-32，寄存器很少）。

然而，在循环中倒计时可以防止自动矢量化。如果你的计算可以使用SSE / AVX /无论如何，你可能需要编写像

这样的代码

for (i=end; i;){
    i-=4;
    val[i+0] = foo(i);
    val[i+1] = foo(i);
    val[i+2] = foo(i);
    val[i+3] = foo(i);
    }

然后你必须确保end%4 == 0，以保存一个寄存器。