Intel CPU中move elimination插槽的工作原理是什么？

Andreas Abel与Jan Reineke在描述uiCA的论文中讨论了move elimination：

4.1.4 Move Elimination。[...]然而，这种move elimination并非总能成功。[...]我们开发了微基准测试，利用这些计数器分析move elimination何时成功。[...]
以下模型与我们的观察结果一致。处理器会跟踪被多个架构寄存器使用的物理寄存器。我们称每个此类物理寄存器占用一个elimination slot。对应的寄存器被覆盖后，elimination slot会被释放。

• 一个周期内可消除的move指令数量取决于可用elimination slot的数量以及前一周期成功消除的数量。

你之前的认知存在偏差：在乱序处理器的寄存器重命名到提交阶段，物理寄存器完全可以被多个架构寄存器同时指向，这正是move elimination的核心基础。

举个直观例子：当执行mov rax, rbx指令时，寄存器重命名单元不会为rax分配新的物理寄存器，而是直接将rax的架构寄存器映射到rbx当前对应的物理寄存器。此时rax和rbx两个架构寄存器共享同一个物理寄存器，这个物理寄存器就会占用一个elimination slot。

当后续有指令覆盖其中一个架构寄存器（比如mov rax, rcx），rax会被重新映射到新的物理寄存器，原来的共享物理寄存器就不再被rax指向，此时对应的elimination slot就会被释放，供后续的move elimination使用。

简言之，move elimination插槽是处理器用来跟踪“被多个架构寄存器共享的物理寄存器”的资源，它的数量限制了同一周期内可消除的move指令数量——每成功消除一次move，就会产生一对共享同一物理寄存器的架构寄存器，需要占用一个插槽来维持这种映射关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Margaret Bloom