为什么 likely 和 unlikely 宏对 ARM 汇编代码没有任何影响？

Question

我从 https://kernelnewbies.org/FAQ/LikelyUnlikely

中拿了下面的例子

#include <stdio.h>
#define likely(x)    __builtin_expect(!!(x), 1)
#define unlikely(x)  __builtin_expect(!!(x), 0)

int main(char *argv[], int argc)
{
   int a;

   /* Get the value from somewhere GCC can't optimize */
   a = atoi (argv[1]);

   if (likely (a == 2))
      a++;
   else
      a--;

   printf ("%d\n", a);

   return 0;
}

并用 arm gcc 8.2 compiler.

编译 https://godbolt.org/z/IC0aif

在原来的 link 中，他们已经针对 X86 对其进行了测试，如果将 likely（在上面代码中的 if 条件中）替换为 unlikely，则汇编输出会有所不同，它显示了编译器为分支预测执行的优化。

但是当我为 ARM (arm-gcc -O2) 编译上面的代码时，我没有看到汇编代码有任何区别。以下是两种情况下 ARM 程序集的输出 - likely 和 unlikely

main:
        push    {r4, lr}
        ldr     r0, [r0, #4]
        bl      atoi
        cmp     r0, #2
        subne   r1, r0, #1
        moveq   r1, #3
        ldr     r0, .L6
        bl      printf
        mov     r0, #0
        pop     {r4, pc}
.L6:
        .word   .LC0
.LC0:
        .ascii  "%d2[=11=]0"

为什么编译器不针对 ARM 的分支预测进行优化？

Answer 1

正如@rici所说，你的代码很简单，可以通过条件指令实现。您可以看到不同之处，例如，如果您调用在不同编译单元中实现的函数：

#define likely(x)    __builtin_expect(!!(x), 1)
#define unlikely(x)  __builtin_expect(!!(x), 0)

// only forward declarations:
void foo();
void bar();

int main(char *argv[], int argc)
{
   if (likely (argc == 2))
      foo();
   else
      bar();
}

将 likely 更改为 unlikely 会切换 if 和 else 分支的顺序，对于 ARM 和 x86：https://godbolt.org/z/UDzvf0。如果这真的有所不同，可能取决于您运行使用的硬件，您是否第一次调用该函数（否则， CPU-internal 分支预测可能比指令顺序具有更大的影响), 可能还有很多其他的东西。

为什么 likely 和 unlikely 宏对 ARM 汇编代码没有任何影响？

Why doesn't likely and unlikely macros have any effect on ARM assembly code?

c

gcc

arm

linux-kernel

likely-unlikely