如何提示 Visual C++ 编译器优化器不太可能执行 if 语句的特定分支？答案

【问题标题】：How to hint to Visual C++ compiler optimizer that a specific branch of an if-statement is unlikely to be executed?如何提示 Visual C++ 编译器优化器不太可能执行 if 语句的特定分支？
【发布时间】：2011-07-01 19:15:44
【问题描述】：

我们有一个用于错误检查的宏，如下所示：

#define CheckCondition( x ) \
    if( x ) { \
    //okay, do nothing \
    } else { \
       CallFunctionThatThrowsException(); \
    }

通常条件必须是true，我们希望CPU分支预测总是选择这条路径，如果它恰好是false，我们并不真正关心错误预测——抛出异常无论如何，大量的堆栈平仓将花费一大笔钱。

根据 CPU 核心描述，分支预测将处理前向跳转和后向跳转略有不同（例如总是执行后向跳转而从不执行前向跳转），编译器可以通过生成正确的代码来改进分支预测提示 CPU 分支预测器。

gcc 似乎为此提供了likely and unlikely hints。 Visual C++ 中有类似的东西吗？可以用__assume keyword吗？

【问题讨论】：

阅读文档很明显__assume 不能使用，因为它使编译器完全跳过另一个分支。
听起来像是微优化
@VJo：嗯，有点。但其目的是更改一个宏并对所有使用它的代码产生影响。如果这能让我们在执行速度上稍微提高一点，那也还不错。
@VJo 如果您想节省微秒，那么微优化可能很重要。
仅供参考：这是一篇有趣的文章，分析了__builtin_expect在GCC中的作用：blog.man7.org/2012/10/how-much-do-builtinexpect-likely-and.html

标签： c++ visual-c++ optimization compiler-construction compiler-optimization

【解决方案1】：

启用Profile-Guided Optimization。编译器不仅会最大化分支预测，而且可能会完全将冷代码移开。这个频道 9 video 解释了各种优化。

【讨论】：

PGO 需要单独通过，而且我必须在我的测试运行中涵盖所有这些语句才能将它们全部 PGO。
设置工作量更大，但也会生成更好的代码。微软不会实施可能的提示，因为 PGO 占主导地位。请注意，您不想使用测试来训练 PGO。测试涵盖边界情况。针对您的常见案例培训 PGO。
不，PGO 并不主导 likely 提示 - 它们只是不同的东西。

【解决方案2】：

不幸的是，根据their developer center，不在 MSVC 中。

这非常令人沮丧，因为我们希望在等效 GCC 内在循环中为我们节省了关键的几微秒内循环的情况下使用它，但我们能得到的最接近的方法是交换 if 和 else 子句，所以更可能的情况是在前向跳转未采取的分支中。

【讨论】：

如果一个分支是空的，如何实现这种交换？编译器似乎为if( !condition ) { action(); } else {} 和if( condition ) {} else { action(); } 发出完全相同的代码。
@sharptooth 我们从来不需要这样做——我们的案例在两个块中都有代码。恐怕这只是 MSVC 的又一个缺点。
所以在条件的排序中有一个隐含的提示。所以你实际上拥有同样的能力。
@sharptooth 如果其中一个分支是空的，那么只有一个分支，对吧？优化器不傻！
@NikBougalis 假设 CPU 的分支历史足够大，可以在每次调用时记住这条特定指令。如果这个错误检查宏出现在代码中的许多不同位置，CPU 将无法将它们全部存储在其预测表中。