Performance 有没有办法在32位x86中使用MOV移动2个字节而不引起模式切换或cpu暂停？
如果我想将2个无符号字节从内存移到32位寄存器中，我可以使用MOV指令而不使用模式开关吗 我注意到您可以使用MOVSE和MOVZE指令来实现这一点。例如，使用MOVSE，B7的编码0F将16位移动到32位寄存器。不过，它是一条3周期指令 或者，我想我可以将4个字节移到寄存器中，然后以某种方式只处理其中的两个字节 在32位x86上检索和比较16位数据的最快策略是什么？请注意，我主要是做32位操作，所以我不能切换到16位模式并停留在那里Performance 有没有办法在32位x86中使用MOV移动2个字节而不引起模式切换或cpu暂停？,performance,assembly,x86,intel,Performance,Assembly,X86,Intel,如果我想将2个无符号字节从内存移到32位寄存器中，我可以使用MOV指令而不使用模式开关吗 我注意到您可以使用MOVSE和MOVZE指令来实现这一点。例如，使用MOVSE，B7的编码0F将16位移动到32位寄存器。不过，它是一条3周期指令 或者，我想我可以将4个字节移到寄存器中，然后以某种方式只处理其中的两个字节 在32位x86上检索和比较16位数据的最快策略是什么？请注意，我主要是做32位操作，所以我不能切换到16位模式并停留在那里 仅供外行参考：这里的问题是，32位Intel x86处理器可以
仅供外行参考：这里的问题是，32位Intel x86处理器可以移动8位数据和16位或32位数据，具体取决于它们所处的模式。此模式称为D位设置。您可以使用特殊前缀0x66和0x67来使用非默认模式。例如，如果您处于32位模式，并且在指令前加上0x66前缀，这将导致操作数被视为16位。唯一的问题是这样做会对性能造成很大影响。坚持32位模式，使用16位指令
mov eax, 0 ; clear the register
mov ax, 10-binary ; do 16 bit stuff
坚持32位模式并使用16位指令
mov eax, 0 ; clear the register
mov ax, 10-binary ; do 16 bit stuff
;; Probably not a good idea, maybe not faster on anything.
;mov eax, 0 ; some code tuned for PIII used *both* this and xor-zeroing.
xor eax, eax ; *not* dep-breaking on early P6 (up to PIII)
mov ax, word [src1]
cmp ax, word [src2]
; safe to read EAX without partial-reg stalls
操作数大小前缀对于P5来说不是理想的，所以如果您确信它没有错误，跨越缓存行边界，或者导致最近的16位存储区的存储转发失败，可以考虑使用32位加载。 实际上，我认为奔腾上的16位mov加载可能比movzx/CMP2指令序列慢。对于像处理32位数据那样高效地处理16位数据，似乎真的没有一个好的选择！当然，除了包装好的MMX材料
有关Pentium的详细信息，请参阅Agner Fog的指南，但在P1原始P5和PMMX上解码操作数大小前缀需要额外的2个周期，因此此序列实际上可能比movzx负载更糟糕。在P1而不是PMMX上，movzx使用的0F转义字节也算作前缀，需要额外的一个周期来解码 显然movzx无论如何都是不可修复的。多周期movzx将隐藏cmp ax的解码延迟[src2]，因此movzx/cmp可能仍是最佳选择。或者安排指令，以便movzx可以更早地完成，cmp可以与某些东西配对。无论如何，P1/PMMX的调度规则非常复杂 我在Core2 Conroe上对该循环计时，以证明xor归零避免了16位寄存器的部分寄存器暂停，以及setcc al的低8： perf stat-r4./testloop在静态二进制文件中输出，在以下时间后进行sys\u exit系统调用： ;; Core2 (Conroe) with XOR eax, eax
469,277,071 cycles # 2.396 GHz
1,400,878,601 instructions # 2.98 insns per cycle
100,156,594 branches # 511.462 M/sec
9,624 branch-misses # 0.01% of all branches
0.196930345 seconds time elapsed ( +- 0.23% )
;;; Skylake (i7-6700k) with xor-zeroing
Performance counter stats for './testloop' (4 runs):
84.257964 task-clock (msec) # 0.998 CPUs utilized ( +- 0.21% )
0 context-switches # 0.006 K/sec ( +- 57.74% )
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
3 page-faults # 0.036 K/sec
328,337,097 cycles # 3.897 GHz ( +- 0.21% )
100,034,686 branches # 1187.243 M/sec ( +- 0.00% )
1,400,195,109 instructions # 4.26 insn per cycle ( +- 0.00% ) ## dec/jg fuses into 1 uop
1,300,325,848 uops_issued_any # 15432.676 M/sec ( +- 0.00% ) ### fused-domain
500,323,306 uops_executed_thread # 5937.994 M/sec ( +- 0.00% ) ### unfused-domain
0 lsd_uops # 0.000 K/sec
0.084390201 seconds time elapsed ( +- 0.22% )
;; Probably not a good idea, maybe not faster on anything.
;mov eax, 0 ; some code tuned for PIII used *both* this and xor-zeroing.
xor eax, eax ; *not* dep-breaking on early P6 (up to PIII)
mov ax, word [src1]
cmp ax, word [src2]
; safe to read EAX without partial-reg stalls
操作数大小前缀对于P5来说不是理想的，所以如果您确信它没有错误，跨越缓存行边界，或者导致最近的16位存储区的存储转发失败，可以考虑使用32位加载。 实际上，我认为奔腾上的16位mov加载可能比movzx/CMP2指令序列慢。对于像处理32位数据那样高效地处理16位数据，似乎真的没有一个好的选择！当然，除了包装好的MMX材料
有关Pentium的详细信息，请参阅Agner Fog的指南，但在P1原始P5和PMMX上解码操作数大小前缀需要额外的2个周期，因此此序列实际上可能比movzx负载更糟糕。在P1而不是PMMX上，movzx使用的0F转义字节也算作前缀，需要额外的一个周期来解码 显然movzx无论如何都是不可修复的。多周期movzx将隐藏cmp ax的解码延迟[src2]，因此movzx/cmp可能仍是最佳选择。或者安排指令，以便movzx可以更早地完成，cmp可以与某些东西配对。无论如何，P1/PMMX的调度规则非常复杂 我在Core2 Conroe上对该循环计时，以证明xor归零避免了16位寄存器的部分寄存器暂停，以及setcc al的低8： perf stat-r4./testloop在静态二进制文件中输出，在以下时间后进行sys\u exit系统调用： ;; Core2 (Conroe) with XOR eax, eax
469,277,071 cycles # 2.396 GHz
1,400,878,601 instructions # 2.98 insns per cycle
100,156,594 branches # 511.462 M/sec
9,624 branch-misses # 0.01% of all branches
0.196930345 seconds time elapsed ( +- 0.23% )
;;; Skylake (i7-6700k) with xor-zeroing
Performance counter stats for './testloop' (4 runs):
84.257964 task-clock (msec) # 0.998 CPUs utilized ( +- 0.21% )
0 context-switches # 0.006 K/sec ( +- 57.74% )
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
3 page-faults # 0.036 K/sec
328,337,097 cycles # 3.897 GHz ( +- 0.21% )
100,034,686 branches # 1187.243 M/sec ( +- 0.00% )
1,400,195,109 instructions # 4.26 insn per cycle ( +- 0.00% ) ## dec/jg fuses into 1 uop
1,300,325,848 uops_issued_any # 15432.676 M/sec ( +- 0.00% ) ### fused-domain
500,323,306 uops_executed_thread # 5937.994 M/sec ( +- 0.00% ) ### unfused-domain
0 lsd_uops # 0.000 K/sec
0.084390201 seconds time elapsed ( +- 0.22% )
，因为这只是计算用户空间UOP。所以这是在P1或PMMX上，对吗？对于这样的问题，特定的微体系结构是非常重要的。如果您将问题限制在尝试优化3个周期以下，您不可能比MOVSE/ZE做得更好。你最好描述一下你想用16位数量做什么；与指令本身相比，更可能优化包含MOVZE/SE的代码块，特别是如果该代码块由于其他原因必须接触16位量旁边的数据。您的周期计时不准确。对于一个原子来说，movsx reg，r/m16需要1/1个周期。LCP停机位严重依赖于体系结构。英特尔的建议是加载32位，只使用16位寄存器。如果在没有立即操作数的指令上使用操作数大小前缀，则其长度不会改变。在某些情况下，16位版本的速度仍然稍慢，但它不会暂停解码器，除非操作码和modr/m字节之间存在16字节边界。你在拿什么做比较？如果它是常数，考虑把它放在登记册里。而且，在PMMX之后，movzx在任何事情上都很快，所以你可以直接使用它。说真的，只要根据需要使用movzx或movsx即可。他们对过去十年制造的任何东西都很快。所以这就是P1或PMMX，对吗？对于这样的问题，特定的微体系结构是非常重要的。如果您将问题限制在尝试优化3个周期以下，您不可能比MOVSE/ZE做得更好。你最好描述一下你想用16位数量做什么；与指令本身相比，更可能优化包含MOVZE/SE的代码块，特别是如果该代码块由于其他原因必须接触16位量旁边的数据。您的周期计时不准确。对于一个原子来说，movsx reg，r/m16需要1/1个周期。LCP停机位严重依赖于体系结构。英特尔的建议是加载32位，只使用16位寄存器。如果在没有立即操作数的指令上使用操作数大小前缀，则其长度不会改变。在某些情况下，16位版本的速度仍然稍慢，但它不会暂停解码器，除非操作码和modr/m字节之间存在16字节边界。你在拿什么做比较？如果它是常数，考虑把它放在登记册里。而且，在PMMX之后，movzx在任何事情上都很快，所以你可以直接使用它。说真的，只要根据需要使用movzx或movsx即可。它们对过去十年中制造的任何东西都很快。这样做会导致前缀指令模式异常。如果您实际汇编此代码，您将看到一个0x66前缀添加到CMP操作码中。这会导致处理器暂停和巨大的性能损失。在使用imm16立即数操作数而不是imm8的指令时，操作数大小前缀只会对英特尔CPU造成性能损失，因为这样会更改指令其余部分的长度，如add ax，0x1234。cmp-ax，bx是快的，movzx-eax，word[mem]也是快的。在Intel SnB系列mov ax上，0x1234没有LCP暂停。解码器专门处理16位mov。并不总是工作。如果您的地址不是4字节对齐的，您将支付罚款，并且由于被忽略的字节位于页面末尾，而下一页未映射，此代码可能会崩溃。mov eax，0是错误的选择。xor eax，eax是有意义的。但真正正确的答案是，movzx除了在P5上运行外并不慢。这样做会导致前缀指令模式异常。如果您实际汇编此代码，您将看到一个0x66前缀添加到CMP操作码中。这会导致处理器暂停和巨大的性能损失。在使用imm16立即数操作数而不是imm8的指令时，操作数大小前缀只会对英特尔CPU造成性能损失，因为这样会更改指令其余部分的长度，如add ax，0x1234。cmp-ax，bx是快的，movzx-eax，word[mem]也是快的。在Intel SnB系列mov ax上，0x1234没有LCP暂停。解码器专门处理16位mov。并不总是工作。如果您的地址不是4字节对齐的，您将支付罚款，并且由于被忽略的字节位于页面末尾，而下一页未映射，此代码可能会崩溃。mov eax，0是错误的选择。xor eax，eax是有意义的。但真正正确的答案是，movzx除了在P5上外并不慢。