那么，超低级的 IF() 是什么样的，x86 处理器如何处理它？
【问题讨论】：
标签： x86 conditional-statements
处理器具有“Branch if”指令，当满足某个条件时它会分支，否则它会继续执行下一条指令。
所以
if(A)
{
dosomething;
}
会变成
load A into register 0
if the zero flag is set (ie, register 0 contains 0x00) then jump to endcondition)
dosomething
endcondition:
更复杂的条件 (if(A || B && C)) 变成一系列指令，使寄存器处于 0 或非零状态，因此 branchif 指令可以根据条件标志跳转或不跳转。
有许多条件标志（零、进位、负数、溢出等），并且一些 branchif 指令还可以在更复杂的条件下运行（即，它实际上可能会检查一个寄存器是否等于另一个寄存器，而不是只是看标志）。每种架构都是不同的，并且需要权衡取舍，因此指令集是完整的，而且速度快且紧凑。
正如 moocha 在 cmets 中指出的那样，某些架构允许您对一些、许多甚至所有指令应用条件，因此您可能不仅有 'branch if' 指令，还有 'and if', 'add if'、'move if' 等
一旦您进入流水线、乱序执行、缓存、微代码和所有其他高级主题，除了这个简单的解释之外，x86 非常、非常、非常复杂。对于大多数目的，上述解释就足够了。但是，如果您正在编写一个手工制作的非常非常紧密的算法，则必须将这些因素考虑在内，以获得最大的性能和吞吐量。
不过，这是另一个问题的主题......
-亚当
【讨论】：
使用 C 编译器的输出（使用 gcc 上的-S 开关）来查看给定的 C 的 sn-p 在编译时会生成什么输出是相当容易的。不过，在玩具程序上使用优化时要小心。如果您不小心，优化器通常会优化掉总是以某种方式运行的条件（有关更详细的说明，请参阅this article on microbenchmarks）。
例如，一个简单的 C 程序：
#include <stdio.h>
int main (int argc, char **argv) {
int ii = 10;
int jj = 20;
if (jj > ii) {
puts ("jj > ii \n");
}
return 0;
}
编译成以下汇编语言：
.file "foo.c"
.section .rodata
.LC0:
.string "jj > ii \n"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
leal 4(%esp), %ecx
andl $-16, %esp
pushl -4(%ecx)
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
pushl %ecx
subl $20, %esp
movl $10, -8(%ebp)
movl $20, -12(%ebp)
movl -12(%ebp), %eax
cmpl -8(%ebp), %eax
jle .L2
movl $.LC0, (%esp)
call puts
.L2:
movl $0, %eax
addl $20, %esp
popl %ecx
popl %ebp
leal -4(%ecx), %esp
ret
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 4.3.2-1ubuntu12) 4.3.2"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
简要剖析正在发生的事情：
第一部分（.rodata）声明了一个带有字符串'jj > ii \n'的常量
第二部分是初始化堆栈上的ii 和jj 变量的内容。
来自cmpl -8(%ebp), %eax 的位正在进行实际比较； jle 指令跳过了对“puts”的调用，这实际上是“if”语句的逻辑反转。
在标签“.L2”之后，系统正在整理堆栈顶部并从调用中返回。
【讨论】：
这是一个分支指令，取决于特定的机器架构。它计算出如何设置内存位置或寄存器来测试特定的低级条件 - 例如分支如果不等于或分支如果不为零，...... - 然后该测试是否会跳转（或者如果条件失败则不这样做）到内存的另一部分。显然，如果您有一个复杂的条件，它可能需要评估许多不同的条件，并且可能涉及多个分支指令。
【讨论】：
一般来说，CPU 有一个指令寄存器，它保存着当前机器语言操作码的内存地址，接下来要执行...以及许多其他寄存器来保存数据。
通常，cpu 执行指令寄存器中的每个操作码后，它会简单地将其加一以移动到内存中的下一个位置，该位置应该在已编译的程序应用程序中具有下一个操作码。
一个操作码（实际上可能有几个），但是通过“比较”其他两个 cpu 寄存器中的值，它允许 cpu “分支”，如果一个大于另一个，它会将一个内存地址复制到指令寄存器，而如果另一个是最大的，它会将第二个不同的内存地址复制到指令寄存器中。
这是关于“低”级别的，因为它可以说是没有谈论继电器和晶体管......
【讨论】：
下面是关于如何在 x86 架构上编译此类结构的一个很好的概述：http://en.wikibooks.org/wiki/X86_Disassembly/Branches#If-Then
有时有一些方法可以避免分支（由于管道中断，这通常会对性能产生严重的负面影响）。例如，从 i686 开始的指令集（从 Pentium Pro 到今天的所有指令）都有一个条件移动指令，它可能会编译这个：
if (a==0) {
b= 1;
}
到这样的事情：
cmp 0, eax
cmovzl ebx, 1
没有分支，只要您的编译器设置为针对 i686+（感觉就像这样；编译器复杂且难以理解）。 SET[condition] 是另一个类似的条件指令。
幸运的老 ARM 程序员可以有条件地指定任何指令，这大大减少了分支。
【讨论】：
尽管大多数 if 语句最终都会成为条件分支，但对于两个分支都没有任何副作用的非常简单的情况，优化编译器可能会生成执行这两个语句并计算结果的代码，而不是只执行一个。这在流水线架构中具有优势，因为分支预测未命中，计算两个分支的平均成本低于平均成本。
例如代码：
int x;
if ( y < 5 )
x = 5;
else
x = y;
可以像编写一样编译：
y -= 5
int r = y < 0; // r is 1 if y < 5, 0 otherwise
r -= 1 // r is 0x00000000 if y < 5, 0xffffffff otherwise
x = y & r // x is 0 if y < 5, (y-5) otherwise
x += 5; // x is 5 if y < 5, y otherwise
无需任何分支即可转换为机器码
【讨论】：
基本上，您有一堆电子在 CPU 内部的各种原子之间传递。由于 CPU 中硅原子的结构，电子遵循特定路径，这决定了计算机将遵循的执行分支。
编辑：看来我应该解释得不那么含糊了。忍耐一下，我学的是计算机科学，不是电气工程，所以我对这些东西的理解不是很深：
您的 CPU 由一种材料制成，通常是硅，称为“半导体”。半导体的一大优点是它们的电气特性可以通过“掺杂”轻松改变，或者应用杂质在材料上形成负或正“电荷载流子”区域。这些区域汇合在一起的线路被称为“交汇点”，电流通过这些交汇点的一种方式比另一种更容易。这一特性被用来制造二极管，它允许电流仅在一个方向上流动，以及晶体管，它可以被认为是允许一个电流控制另一个电流的微型开关。这些晶体管和二极管以多种方式组合在一起，以创建 CPU 的逻辑门。
CPU 内部的许多逻辑门都专门用作“控制单元”，它负责检索和解码指令，告诉 CPU 的其余部分该做什么，并最终获得下一条指令。在 x86 上，控制单元实际上正在运行“微代码”，它告诉它如何处理分支、流水线等。您确实需要非常具体地了解特定的处理器系列，才能了解 x86 ISA 如何在特定的微架构上实现。
【讨论】：