gcc - 为什么底部测试循环更可取？

Question

我曾经听过有人说编译器经常将循环条件移到循环的底部。也就是说，像这样的循环:

while (condition) {
    ...
}

改为:

if (condition) {
     do {
         ...
     } while (condition);
}

关于机器独立优化，为什么后者更可取？

Answer 1

如果没有编译器优化，第一个循环会像这样转到汇编代码:

  @@:
cmp ... ; or test ...
jz @f

...
jmp @b

而第二个循环是这样的:

jmp bottom

  @@:
...

  bottom:
cmp ... ; or test ...
jz @b

通常预测会采用条件跳转，因此第一种方法可能会导致更多的管道/指令缓存刷新。

然而，最重要的是，对于第一个循环，每个循环迭代有两个可用的分支( 2N )，而在第二个循环中，每个循环迭代只有一个分支，其第一次无条件跳转( N+1 )的开销固定。

有关循环优化的更多信息，请参阅此 assembly optimisation guide 的第 88 页。