分岐予測の最適化に適したコードはどれですか？

分岐予測、およびコンパイラー最適化の影響を考えると、どのコードが優れたパフォーマンスを提供する傾向がありますか？

bRareExceptionPresentはまれな状態を表すことに注意してください。ロジックの通常のパスではありません。

/* MOST COMMON path must branch around IF clause */

bool SomeFunction(bool bRareExceptionPresent)
{
  // abort before function
  if(bRareExceptionPresent)
  {
     return false;
  }    
  .. function primary body ..    
  return true;
}

/* MOST COMMON path does NOT branch */

bool SomeFunction(bool bRareExceptionPresent)
{
  if(!bRareExceptionPresent)
  {
    .. function primary body ..
  }
  else
  {
    return false;
  }
  return true;
}

今日の世界では、たとえそれがあったとしても、それほど重要ではありません。

動的分岐予測（何十年もの間考えられていたもの（1996年に公開された動的分岐予測Schemesonシステムワークロードの分析を参照））はかなり一般的な場所です。

この例は、ARMプロセッサにあります。分岐予測に関するArm Info Centerから

分岐予測の精度を向上させるために、静的技法と動的技法の組み合わせが採用されています。

問題は、「armプロセッサでの動的分岐予測とは何か」です。動的分岐予測の続きを読むと、2ビット予測スキーム（論文で説明）を使用して、分岐が強くまたは弱く行われるか、行われないかに関する情報が作成されることが示されています。

時間が経つと（時間によっては、そのブロックを数回通過することを意味します）、これにより、コードがどのように進むかに関する情報が蓄積されます。

以下のために静的予測、それはコード自体を見て、どの方法分岐がテストに行われている方法を見て-前の命令またはコードでさらに1に：

ARM1136JF-Sプロセッサで使用されているスキームは、すべての順方向条件分岐が行われず、すべての逆方向分岐が行われることを予測しています。すべての分岐の約65％の前には、完全に予測されるのに十分な非分岐サイクルがあります。

Sparkyが述べたように、これはループがループであることが多いという理解に基づいています。ループは逆方向に分岐します（ループの最後に分岐があり、先頭から再開します）-通常はこれを行います。

コンパイラを推測しようとする危険は、そのコードが実際にコンパイル（および最適化）される方法がわからないことです。そして、ほとんどの場合、それは問題ではありません。動的予測を使用すると、関数全体で2回実行され、早期復帰のためのガードステートメントのスキップを予測します。2つのフラッシュされたパイプラインのパフォーマンスが重要なパフォーマンスである場合、他に注意すべき点があります。

あるスタイルを他のスタイルよりも読み取るのにかかる時間は、おそらく非常に重要です。コードをクリーンにして人間が読み取れるようにするのは、コードがいかに厄介または理想的であるかに関係なく、コンパイラーが問題なく実行できるためです。

私の理解では、CPUが最初に分岐に遭遇したときに、前方の分岐は行われず、後方の分岐は行われることが予測されます（サポートされている場合）。この根拠は、ループ（通常、後方に分岐する）が取得されると想定されていることです。

一部のプロセッサでは、どちらのパスがより可能性が高いかについて、アセンブリ命令にヒントを与えることができます。この詳細は今のところ私から逃れています。

さらに、一部のCコンパイラは静的分岐予測もサポートしているため、コンパイラに分岐の可能性が高くなります。次に、生成されたコードを再編成するか、変更された命令を使用してこの情報を利用します（または単に無視して無視します）。

__builtin_expect((long)!!(x), 1L)  /* GNU C to indicate that <x> will likely be TRUE */
__builtin_expect((long)!!(x), 0L)  /* GNU C to indicate that <x> will likely be FALSE */

お役に立てれば。