assembly - 使用单个位作为单词的掩码

Question

我正在编写一个 LLVM 传递模块来检测程序中的每一个内存操作，并且我的部分逻辑需​​要对指针执行一些非常热门的二进制逻辑。

如何在尽可能少的周期内实现“位？u64_value：零”，最好不使用显式分支？我在寄存器的最低有效位中有一个位，在另一个中有一个值（假设为 u64）。如果设置了该位，我希望保留该值。如果该位为零，我想将寄存器归零。

我可以使用 x86 BMI 指令。

Answer 1

在 AMD 和 Intel Broadwell 及更高版本上，CMOV 仅为 1 uop，具有 1 个延迟周期。或者在 Haswell 和更早的版本上 2 uops / 2 个周期。这是有条件地将寄存器归零的最佳选择。

xor  r10d, r10d   # r10=0.  hoist out of loops if possible

test    al, 1           # test the low bit of RAX, setting ZF
cmovz   rax, r10        # zero RAX if the low bit was zero, otherwise unmodified

（test r64, imm8编码不存在，因此如果您正在测试低 8 位之外全为零的掩码，则需要使用低 8 寄存器。）

如果位位置在寄存器中，则bt reg, reg在 Intel 和 AMD 上只有 1 uop。（bts reg,reg通过 Ryzen 在 AMD K8 上是 2 uops，但是bt根据所选位的值设置 CF 在 AMD 和 Intel 上很便宜。）

bt     rax, rdx      # CF = RAX & (1<<rdx)
cmovnc rax, r10

使用这两种方法，您测试的寄存器可能与 CMOV 目标不同。

有关更多性能信息，请参阅https://agner.org/optimize/，以及https://stackoverflow.com/tags/x86/info

Answer 2

select是你的朋友。它主要编译为，cmov但即使没有，后端也会处理它。从语义上讲，它是“如果 arg1 为真，则 arg2 否则为 arg3”，就像 C/C++/java 中的 ?: 一样。在 C++ API 中，您调用SelectInst::Create(yourBool, yourInputValue, ConstantInt::get(i64, 0), instructionName, currentBlock);.

如果您可以编造有意义的名称作为说明，您会发现生活更轻松。一开始并不重要，但随着代码的增长，它会越来越简化调试。