有效地将CPU寄存器中的所有位设置为1

Question

要清除所有位，您通常会在XOR eax、eax中看到一个独占或。反面也有这样的把戏吗？

我所能想到的就是用一个额外的指令来反转零。

Answer 1

对于大多数具有固定宽度指令的体系结构来说，答案可能是一条枯燥的指令mov，即符号扩展或反转的直接指令，或mov LO/High对。例如，在ARM上，MVN r0，#0（move-not）。请参见Godbolt编译器资源管理器中x86、ARM、ARM64和MIPS的gcc asm输出。IDK关于zseries asm或机器代码的任何内容。

在ARM中，EOR r0,r0,r0明显比MOV-immediate差。它取决于旧值，没有特殊情况处理。内存依赖项排序规则防止ARM uarch对其进行特殊大小写，即使他们想这样做。对于大多数具有弱有序内存的RISC ISA来说也是如此，但是对于memory_order_consume（在C++11术语中）不需要设置障碍。

x86异或归零是特殊的，因为它的可变长指令集。从历史上看，8086XOR ax,ax是快速的，因为它很小。自从这个习语被广泛使用（而且归零比全零更常见），CPU设计者给予了它特殊的支持，现在在Intel SandyBridge系列和其他一些CPU上，XOR eax、eax比MOV eax、0更快，即使不考虑直接和间接的代码大小影响。看看在x86汇编中将寄存器设置为零的最佳方法是什么：异或、mov还是AND？对于我所能挖掘到的最多的微架构的好处。

如果x86有一个固定宽度的指令集，我想知道movreg,0是否会像XOR归零一样得到更多的特殊处理？也许，因为在编写low8或low16之前打破依赖关系很重要。

最佳性能的标准选项：

• MOV eax,-1:5字节，使用MOV r32,IMM32编码。（不幸的是，没有扩展MOV r32、IMM8)的符号。在所有CPU上都有出色的性能。r8-r15（REX前缀）为6字节。
• MOV rax,-1:7字节，使用MOV R/M64,sign-extended-imm32编码。（不是EAX版本的rex.w=1版本，而是10字节的MOV r64,IMM64)。在所有CPU上都有出色的性能。

或eax，-1:3字节(RAX4字节），使用或R/m32,sign-extended-imm8编码。缺点：错误依赖于寄存器的旧值。

push-1/pop rax:3字节。很慢但很小。仅推荐用于开发/代码-高尔夫。适用于任何sign-extended-imm8，不像其他大多数sign-extended-imm8。

缺点：

null

从32位值执行vbroadcastss可能严格来说比加载方法更好，但是很难让编译器生成它。

最好的方法可能取决于周围的代码。

将__m256值设置为所有一位的最快方法

在Skylake-AVX512上，对掩码寄存器进行操作的k指令只在单个端口上运行，即使是像kandw这样的简单端口也是如此。（还要注意，当管道中有任何512b操作时，Skylake-AVX512不会在port1上运行vector uops，因此执行单元吞吐量可能是一个真正的瓶颈。）

没有kmovk0，imm，只从整数或内存中移动。可能没有k指令将same,same检测为特殊的，所以在发出/重命名阶段的硬件不会在k寄存器中查找它。