Performance 汇编中的指令成本激增
我一直对组装过程中的跳跃成本感到好奇Performance 汇编中的指令成本激增,performance,assembly,x86,Performance,Assembly,X86,我一直对组装过程中的跳跃成本感到好奇 cmp ecx, edx je SOME_LOCATION # What's the cost of this jump? 它是否需要在查找表中搜索每个跳转，或者它是如何工作的？最初（例如8086）跳转的成本与mov的成本没有太大区别 后来CPU添加了缓存，这意味着一些跳转更快（因为它们跳转到的代码在缓存中），而一些跳转较慢（因为它们跳转到的代码不在缓存中） 甚至在后来，CPU添加了“无序”执行，其中条件分支（例如，je SOME_LOCATION）将不得
cmp ecx, edx
je SOME_LOCATION # What's the cost of this jump?
mov的成本没有太大区别
后来CPU添加了缓存，这意味着一些跳转更快（因为它们跳转到的代码在缓存中），而一些跳转较慢（因为它们跳转到的代码不在缓存中）
甚至在后来，CPU添加了“无序”执行，其中条件分支（例如，je SOME_LOCATION
）将不得不等待，直到“先前的指令碰巧并行执行”中的标志变为已知
这意味着
mov esi, edi
cmp ecx, edx
je SOME_LOCATION
可能比重新排列要慢
cmp ecx, edx
mov esi, edi
je SOME_LOCATION
以增加了解旗帜的机会
甚至在后来，CPU添加了推测性执行。在这种情况下，对于条件分支，CPU只是在它实际知道之前（例如，在知道标志之前）猜测它将分支到哪里，如果它猜错了，它将假装它没有执行错误的指令。更具体地说，推测执行的指令在管道开始时被标记，并在管道结束时（失效时）保持，直到CPU知道它们是否可以提交到可见状态或是否必须丢弃
在那之后，事情变得更加复杂，有了更奇特的分支预测方法，额外的“分支目标”缓冲区，等等
改变代码段的远跳代价更高。在实模式下，这并不坏，因为当CS
发生变化时，CPU通常只执行“CS.base=value*16”。对于保护模式，它是一个表查找（查找GDT或LDT条目），解码条目，根据条目的类型决定要做什么，然后是一堆保护检查。对于长模式，它有点相似。所有这些都增加了更多的不确定性（例如，表项是否在缓存中？）
除此之外，还有TLB失误等问题。例如，jmp[indirectAddress]
可能导致indirectAddress
处的TLB未命中，然后是堆栈顶部的TLB未命中，然后是新指令指针处的TLB未命中；其中，每次TLB未命中可能需要几百个周期
大部分；跳转的成本可以是0个周期（对于正确预测的跳转）到1000个周期之间的任何值；取决于它是哪个CPU，什么类型的跳转，缓存中有什么，分支预测预测预测什么，缓存/TLB未命中，RAM有多快/慢，以及我可能忘记的任何事情。最初（例如8086），跳转的成本与mov的成本没有太大区别
后来CPU添加了缓存，这意味着一些跳转更快（因为它们跳转到的代码在缓存中），而一些跳转较慢（因为它们跳转到的代码不在缓存中）
甚至在后来，CPU添加了“无序”执行，其中条件分支（例如，je SOME_LOCATION
）将不得不等待，直到“先前的指令碰巧并行执行”中的标志变为已知
这意味着
mov esi, edi
cmp ecx, edx
je SOME_LOCATION
可能比重新排列要慢
cmp ecx, edx
mov esi, edi
je SOME_LOCATION
以增加了解旗帜的机会
甚至在后来，CPU添加了推测性执行。在这种情况下，对于条件分支，CPU只是在它实际知道之前（例如，在知道标志之前）猜测它将分支到哪里，如果它猜错了，它将假装它没有执行错误的指令。更具体地说，推测执行的指令在管道开始时被标记，并在管道结束时（失效时）保持，直到CPU知道它们是否可以提交到可见状态或是否必须丢弃
在那之后，事情变得更加复杂，有了更奇特的分支预测方法，额外的“分支目标”缓冲区，等等
改变代码段的远跳代价更高。在实模式下，这并不坏，因为当CS
发生变化时，CPU通常只执行“CS.base=value*16”。对于保护模式，它是一个表查找（查找GDT或LDT条目），解码条目，根据条目的类型决定要做什么，然后是一堆保护检查。对于长模式，它有点相似。所有这些都增加了更多的不确定性（例如，表项是否在缓存中？）
除此之外，还有TLB失误等问题。例如，jmp[indirectAddress]
可能导致indirectAddress
处的TLB未命中，然后是堆栈顶部的TLB未命中，然后是新指令指针处的TLB未命中；其中，每次TLB未命中可能需要几百个周期
大部分；跳转的成本可以是0个周期（对于正确预测的跳转）到1000个周期之间的任何值；取决于它是哪个CPU，什么类型的跳转，缓存中有什么，分支预测预测预测什么，缓存/TLB未命中，RAM有多快/慢，以及我可能忘记的任何内容。不，跳转不进行搜索。汇编程序将标签解析为一个地址，在大多数情况下，该地址会转换为当前指令的偏移量。地址或偏移量在指令中进行编码。在运行时，处理器将地址加载到IP寄存器或将偏移量添加到IP寄存器的当前值（以及@Brendan讨论的所有其他影响）
有一种类型的跳转指令可用于从表中获取目标。跳转指令从内存位置读取地址。（该指令指定了一个位置，因此仍然没有“搜索”。）该指令可能如下所示：
jmp table[eax*4]
其中eax是表中包含要跳转到的地址的项的索引。否，跳转不进行搜索。汇编程序将标签解析为一个地址，在大多数情况下，该地址会转换为当前指令的偏移量