x86 - 명령어 수준의 병렬 처리 - 최적의 명령어 순서

Question

다음 두 코드 중 가장 빠른 x86_64 코드 조각은 무엇입니까? 아니면 전혀 차이가 있습니까?

; #1 
    bsf rax, rdi 
    mov rdx, -1 
    cmove rax, rdx 

대

; #2 
    mov rdx, -1 
    bsf rax, rdi 
    cmove rax, rdx 

(또는 레지스터와 경제적 # 1에 대한 대안.

; #1a 
    bsf rax, rdi 
    mov rdi, -1 
    cmove rax, rdi 

)

그리고 그래, 내가해야 그냥 벤치 마크를 알고 그러나 나는 도구가 없으며 현재의 장기간의 질병을 없애기 때문에 지금 상황을 설정할 수 없습니다.

Answer 1

은 때문에 아웃 오브 오더 실행의 모든 ​​ 기본적으로 동일한 것 , 디코딩/프론트 엔드의 효과가 놀이에 와서 특히 Agner Fog's microarch pdf and his Optimizing Assembly guide.

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하지 않는 한, 또한 x86 태그 위키 성능 링크를 참조하십시오.

이들 모두는 동일한 병렬 처리량 (두 개의 체인 : 독립 mov (입력 없음)과 bsf (입력 1 개)에 종속 cmov를 더한 양)을 가지고 있습니다. . 이 병렬성을 찾기 위해 순서가 벗어난 실행이 중요하지 않을 정도로 작습니다. in-order Atom에 관심이 있다면, bsf와 mov가 아마 쌍을 이룰 수 있습니다.

차이점은 주변 코드에 따라 다릅니다.

내가 선택해야하는 경우 mov이 bsf에서 실행 포트를 훔칠 기회가 줄어들어 #1a을 선택할 수 있습니다. mov r64, imm32-sign-extended은 대부분의 CPU에서 모든 포트에서 실행할 수 있지만 보통 bsf 수 없습니다. insn 앞의 중요한 경로에 명령어를 배치하면 리소스 충돌을 줄일 수 있습니다. 이전 반복의 중요하지 않은 명령어가 중요한 경로를 지연시킬 수있는 루프 밖에서 적어도 발생합니다. (mov은 중요한 경로에 있지만 일종의 입력 뎁스가 없기 때문에 명령이 실행 된 후 임의의 지점에서 실행될 수 있습니다.

#1보다 #1a을 사용하면 미리보기에서 향후 교정을 위해 더 적은 수의 레지스터를 사용하게 할 수 있습니다. 나중에 어떤 명령어에 대해 새로운 종속성 체인을 시작하는 데 특정 용도로 사용했다면 #1을 사용할 것입니다. 예를 들어 나중의 명령어가 거짓 종속성을 가지며 레지스터의 값이 긴 종속성 체인 (또는 캐시 미스가 발생할 수있는로드)에 의존하는 경우입니다. 예 : 8 비트 또는 16 비트 레지스터 또는 output register for popcnt을 사용하고 싶다면

말하자면, bsf은 인텔 CPU에 대해 잘못된 종속성이있을 수 있습니다. 입력 값이 0이면 Intel CPU가 목적지를 변경하지 않습니다. ISA는 dest가 정의되지 않았지만 Core2가 실제로 수행하는 것입니다. 예를 들어 대상 레지스터와 소스에 대한 종속성이 필요합니다. 이것이 이유라고 생각합니다 lzcnt/tzcnt/popcnt 출력 레지스터에 대한 의존성이 있습니다.

거짓 종속성이라고하면 : or rdx, -1 (or r64, imm8), with a false dependency on the dst register.을 수행하면 더 적은 바이트의 기계어로 모든 레지스터를 설정할 수 있습니다. 일반적으로 나쁜 생각입니다.