深入理解计算机系统第五章学习-性能优化 3

5.8分支预测

现在的处理都支持分支预测功能，在执行分支预测时候，在执行判断语句之前，处理器已经执行了判断后的语言，如果判断正确，就会直接把处理结果给执行单元，否则就会接受分支预测失败惩罚，如果预测比较容易预测，是可以很好提升其性能，如果分支判断确实是随机的话最好不要用这种方法。不过通常的情况下建议多运用分支预测预取技术。

GCC在判断是否运用分支预测预取技术的时候，会根据代码的风格判断，以下这种风格会用于分支预测预取技术：

void minmax2(int a[],int b[],int n)

int i;

for(i = 0;i<n;i++){

int min = a[i] < b[i] ? a[i] : b[i];

int max = a[i]<b[i] ? b[i]:a[i];

  a[i] = min;

b[i]=max;

}

 

不产生预测分支预取的代码：

void minmax1(int a[],int b[],int n)

int i;

for(i = 0;i<n;i++){

if(a[i] >b[i]){

int t=a[i];

    a[i]=b[i];

b[i]=t;

}

}

不是所有的条件行为都能用条件数据传送来实现，所以不可避免在某些情况下，程序员不能避免写出导致条件分支的代码，而对于这些条件分支，处理器用分支预测可能会处理得很糟糕。但是，程序员方面一点点聪明，有时候就能使得代码更容易被翻译成为条件数据传送。    

七、性能分析

确认和消除性能瓶颈。对大型程序而言，需要找到性能瓶颈，对于时间花费较多，资源占用较多的程序进行优化才更有意义。

Amdahl定律：

某个部分的占整个程序的时间比：a，k为该程序提升的倍数，那么：

八、学习到优化方法

1.消除连续的函数调用。

2.尽量消除不必要的存储器引用。

3.展开循环。

4.使用多个累计变量和重新结合技术。

5.用功能的风格重新条件操作，使得编译采用条件数据传送。

 

利用gprof、valgrind等工具分析性能瓶颈，根据Amdahl定律找到程序中花费时间较多的地方，特别对于循环，利用寄存器流程图和解析汇编语言分析代码，并优化代码。

 

参考文献

深入理解计算机系统 第五章