x86_64-程序集-循环条件和无序

Question

（如果是这样的话，我会自己做的。）

我的问题是：

为了方便起见，我倾向于避免使用间接/索引寻址模式。

作为替代，我经常使用立即寻址、绝对寻址或寄存器寻址。

代码：

; %esi has the array address. Say we iterate a doubleword (4bytes) array.
; %ecx is the array elements count
(0x98767) myloop:
    ... ;do whatever with %esi
    add $4, %esi
    dec %ecx
    jnz 0x98767;

在这里，我们有一个序列化的组合（dec和jnz），它可以防止正确的乱序执行（依赖）。

有没有办法避免这种情况/打破dep？（我不是装配专家）。

Answer 1

在为英特尔CPU进行优化时，始终将标志设置指令放在条件跳转指令之前（如果它是下表中列出的简单指令之一），以便它们可以在解码器中宏融合到一个uop中。

对于不进行宏融合的较旧CPU来说，这样做并不会显著恶化。提前设置标志可能会将此类CPU的分支预测失误惩罚缩短1，但无序执行意味着提前移动一对指令不会产生真正的影响。请参阅通过提前计算条件来避免管道失速。为了真正有所作为，您可以在一些可以更简单地计算的东西上展开循环和/或分支，理想情况下不依赖于缓慢的输入，因此OoO exec可以在处理循环体的旧迭代时已经解决分支。i、 e.回路计数器dep链可以在主工作之前运行。

我没有基准测试，但我不认为越来越少的CPU的小缺点可以证明错过进行融合的CPU的前端吞吐量优势（解码和发布）是合理的。uop总吞吐量通常是一个瓶颈。

AMD推土机/Piledriver/蒸汽压路机可以将test/cmp与任何jcc融合，但仅限于test/cmp，而不是任何其他ALU指令。所以肯定把比较与分支放在一起。如果英特尔CPU能够在sandybridge系列上进行宏融合，那么将其他东西与分支放在一起仍然很有价值。

来自Agner Fog的微通道指南，表9.2（针对Sandybridge/Ivybridge）：

First       | can pair with these  |  cannot pair with
instruction | (and the inverse)    |
---------------------------------------------
cmp         |jz, jc, jb, ja, jl, jg|   js, jp, jo
add, sub    |jz, jc, jb, ja, jl, jg|   js, jp, jo
adc, sbb    |none                  |
inc, dec    |jz, jl, jg            |   jc, jb, ja, js, jp, jo
test        | all                  |
and         | all                  |
or, xor, not, neg | none           |
shift, rotate     | none           |

Table 9.2. Instruction fusion

所以基本上，inc/dec可以与jcc宏融合，只要条件仅取决于由inc/dec修改的位。

（否则，它们不会进行宏融合，您会插入一个额外的uop来合并标志（例如，当您在写入al后读取eax时）。或者在早期的CPU上，部分标志暂停。）

Core2/Nehalem的宏融合能力更有限（仅适用于具有更有限JCC组合的CMP/TEST），Core2根本无法在64位模式下进行宏融合。

如果你还没有，也可以阅读Agner Fog的优化ASM和C指南。它们充满了基本知识。