c++ - GCC 的 __builtin_expect 程序集转储似乎总是下降分支

Question

好吧，我一直在玩弄 __builtin_expect，我刚刚创建了一个简单的测试程序，我通过 godbolt.org 获取程序集输出 (https://godbolt.org/g/FZo5fP)

int main(){
  volatile int num = 4;
  //if(num == 4){
  if(__builtin_expect(num,4)){
    return num*800;
  }else{
    return num*500;
  }
}

当使用 -O1 或更高版本编译时产生:

main:
        mov     DWORD PTR [rsp-4], 4
        mov     eax, DWORD PTR [rsp-4]
        test    eax, eax
        mov     eax, DWORD PTR [rsp-4]
        je      .L2
        imul    eax, eax, 800
        ret
.L2:
        imul    eax, eax, 500
        ret

似乎说 test eax,eax 的部分总是将零标志设置为 0，除非 num 等于 0。所以看起来好像 num 未设置为 0，它将始终乘以 800 而不是仅当 num=4 时。我对 __builtin_expect 的理解是，虽然它会优化以假设它将转到该分支，但它仍应进行比较以确保它应该使用该分支。

如果我将 __builtin_expect 切换为 == 它会产生

main:
        mov     DWORD PTR [rsp-4], 2
        mov     eax, DWORD PTR [rsp-4]
        cmp     eax, 4
        mov     eax, DWORD PTR [rsp-4]
        je      .L5
        imul    eax, eax, 500
        ret
.L5:
        imul    eax, eax, 800
        ret

这对我来说更有意义，因为它实际上与 4 相比。我对 __builtin_expect 的理解是错误的吗？ __builtin_expect 实际上只适用于 0 或 1，即使它指定它需要很长时间吗？

Answer 1

来自 the docs :

The return value is the value of exp, which should be an integral expression.

所以逻辑语义:

if(__builtin_expect(num,4)) { ... }

是:

if (num) { ... }

这和你说的不一样。如果你想写出你期望 num == 4 的可能性很大，你需要:

if (__builtin_expect(num == 4, 1)) { ... }

通常，您只需将它们包装在宏中:

#define likely(expr)   __builtin_expect((expr), 1)
#define unlikely(expr) __builtin_expect((expr), 0)

然后用法变得更自然:

if (likely(num == 4)) { ... }