17、ARM 汇编条件指令与代码优化

ARM 汇编条件指令与代码优化

1. 不使用条件指令的原因

在探讨如何以及为何要为所有指令添加条件代码之前，有必要了解为何如今条件指令不像 ARM 处理器早期那样必要，主要有以下两个原因：
- 64 位模式下无条件指令 ：ARM 工程师设计 64 位指令集时，将指令长度保持为 32 位，但想增加寄存器数量和操作码数量。为此，他们把原本用于条件指令的 4 位重新分配。所以在 ARM 的 64 位模式下，只有少数分支类型指令能进行条件执行。若计划将汇编代码移植到 64 位，减少条件指令的使用会让移植工作更轻松。
- 改进的流水线 ：条件指令可解决分支导致指令流水线停顿和性能下降的问题，但这是否会使 64 位代码比 32 位代码慢很多呢？ARM 工程师通过让指令流水线更复杂来缓解此问题。他们创建了一个表，记录最近分支指令的去向，因为大多数循环 90% 的时间会回到循环起始处，只有 10% 的时间会继续执行。基于此，指令流水线可进行合理猜测并继续工作，就像分支会发生一样。只有当分支走较少使用的路径时，才会中断流水线，这就是分支预测。此外，缓存和流水线也有其他改进，总体上提高了速度。需要注意的是，本章介绍的条件指令对旧款树莓派上运行的代码帮助更大。

2. 关于条件代码

几乎任何汇编指令都可以添加第 4 章表 4 - 1 中的条件代码，例外情况包括设置断点、暂停处理器等少数指令。当条件不满足时，指令不执行操作，直接执行下一条指令。例如：

ADDEQ      R2, R3, R4