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請問為什么使用XCHG reg,在現代Intel架構上注冊3 micro-op指令?

請問為什么使用XCHG reg,在現代Intel架構上注冊3 micro-op指令?

墨色風雨 2020-01-05 08:00:43
我正在對代碼的性能至關重要的部分進行微優(yōu)化,并遇到了指令序列(采用AT&T語法):add %rax, %rbxmov %rdx, %raxmov %rbx, %rdx我以為我終于有了一個用例xchg,可以允許我剃一條指令并編寫:add  %rbx, %raxxchg %rax, %rdx然而,令我感到困惑的是,我從Agner Fog的指令表中發(fā)現,這xchg是一條3微操作指令,在Sandy Bridge,Ivy Bridge,Broadwell,Haswell甚至Skylake上具有2個周期的延遲。3個完整的微操作和2個延遲周期!3個微操作會甩掉我的4-1-1-1節(jié)奏,最好的情況下2個周期的延遲使它比原始操作更糟,因為原始操作中的最后2條指令可能會并行執(zhí)行?,F在...我知道CPU可能正在將指令分解為等效于以下內容的微操作:mov %rax, %tmpmov %rdx, %raxmov %tmp, %rdx 這里tmp是一個匿名內部寄存器,我想最后兩個微操作可以并行運行,因此延遲為2個周期。但是,鑒于寄存器重命名是在這些微體系結構上發(fā)生的,因此對我來說這樣做是沒有意義的。為什么寄存器重命名器不交換標簽?從理論上講,這將只有1個周期的延遲(可能為0?),并且可以表示為單個微操作,因此便宜得多。
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這似乎會使mul每個時鐘的吞吐量達到1 。我認為這mul/mulx r32是3微妙而不是2微妙,這可能是因為它必須將乘法器輸出的低64位分為上下半部分。但是我不確定這告訴我們什么mul r64。我更傾向于內部緩沖理論;似乎不太可能mul r64只通過轉發(fā)網絡發(fā)送上半部分,否則調度程序將不得不對乘法運算之間的耦合了解太多。

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反對 回復 2020-01-06
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