关于分支消除的实现

[junchao98]

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对于指令流中的分支指令cpu对其分支预测失败后会导致刷流水线，进而导致性能下降
最好的解决方式是不产生分支指令，而在高级语言中对于一些结构简单的if-then-else语句我们可以尝试对其实施分支消除

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下面我们在c语言中对于a、b比较，根据比较结果将c或d赋值给out（其中a、b、c、d、out为变量）的情况进行分析讨论
以下为测试代码模板

int main(void)
{
	int a,b,c,d,out;

	foo(&a,&b,&c,&d);

	out = a<b?c:d;
/*   也可写做以下形式
        if(a<b)
          out = c;
       else
          out = d;
*/
	foo1(out);
	return 0;
}

根据abcd变量类型的不同我们考虑以下4种情况，并设计其分支消除的指令序列

• abcd全为定点
  全为定点可以使用以下序列，现有gcc后端代码已经实现

  slt 
  maskeqz
  masknez
  or
  

• abcd全为浮点
  现有gcc后端代码已经实现

  fcmp
  fsel
  

• ab为浮点cd为定点
  这种情况有两种方案

  第一种是使用浮点fcmp，然后将fcc使用movcf2gr 移动到通用寄存器，再使用maskeqz masknez or

  fcmp
  movcf2gr
  maskeqz
  masknez
  or
  

  第二种将c、d使用movgr2fr移动到浮点寄存器，再进行浮点分支消除，完成后再将结果使用movfr2gr

  movgr2fr
  movgr2fr
  fcmp
  fsel
  movfr2gr
  

• ab为定点cd为浮点

  这种情况和上一种情况一样也有两种方案

  第一种，将stl结果使用movgr2cf到fcc再使用浮点fsel

  stl
  movgr2cf
  fsel
  

  第二种将定点数据移动到浮点寄存器，转换为浮点数据，再作浮点分支消除

  movgr2fr
  ffint
  movgr2fr
  ffint
  fcmp
  fsel
  

0x2

为了实现分支消除我们需要对la后端作以下改动

• 适当调大branch cost，让gcc生成更多的分支消除代码
• 放宽define_expand "movcc"的条件使得abcd中既有浮点也有定点的情况也能被loongarch_expand_conditional_move处理
• 在loongarch_expand_conditional_move中增加0x2中描述的几种情况的处理代码