linux編程的108種奇淫巧計-11(亂序)

關於下面兩段代碼的解釋：

引自水木Maling：  

"寫雖然是16bytes/cycle但那是througput 也就是說我們需要儘可能使每個cycle有一個寫操作進入write buffer after allocation stage從而保證 16bytes/cycle. 上面的代碼palignr 在前端阻擋（從讀取到解碼階段）了寫操作儘快的進入decode以及allocatoin stage 所以每個迴圈會比下面的代碼多出 2~3個cycle"，該文章全部內容參見最後的參考閱讀。

我將Maling的代碼做了一個實現，但由於我實驗機不支援SSE3指令，在運行palignr指令會出非法操作，dmesg給出：trap invalid opcode rip:4004cc rsp:7fff74e5b728 error:0，這樣的錯誤，因此改成了三段指令拼的方法。

理解這段代碼的功能並不複雜，但為什麼快的原因，就是Maling說的那幾條，我們可以看出在亂序後效能的提升，這是一個很好的例子，我把它引在了我的系列中，代碼和原理來自Maling，我只是封裝了下實現，便於大家實際運行，並體驗。

 

 

   #include<stdio.h>
   #include<stdlib.h>
   #include <stddef.h>
   #include <stdint.h>
        asm("   .text                        ");
        asm("   .type  shl_7, @function       ");
        asm("shl_7:   push   %rbp                  ");
        asm("   mov    %rsp,%rbp             ");
        asm("loop: sub     $0x80, %rdx        ");
        asm("   movaps  -0x07(%rsi), %xmm1 ");
        asm("   movaps  0x09(%rsi), %xmm2  ");
        asm("   movaps  0x19(%rsi), %xmm3  ");
        asm("   movaps  0x29(%rsi), %xmm4  ");
        asm("   movaps  0x39(%rsi), %xmm5  ");
        asm("   movaps  0x49(%rsi), %xmm6  ");
        asm("   movaps  0x59(%rsi), %xmm7  ");
        asm("   movaps  0x69(%rsi), %xmm8  ");
        asm("   movaps  0x79(%rsi), %xmm9  ");
        asm("   lea     0x80(%rsi), %rsi   ");
        asm("   psrldq  $7, %xmm8          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm9          ");
        asm("   por     %xmm8, %xmm9       ");
        
        asm("   psrldq  $7, %xmm7          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm8          ");
        asm("   por     %xmm7, %xmm8       ");
        
        asm("   psrldq  $7, %xmm6          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm7          ");
        asm("   por     %xmm6, %xmm7       ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm5          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm6          ");
        asm("   por     %xmm5, %xmm6       ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm4          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm5          ");
        asm("   por     %xmm4, %xmm5       ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm3          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm4          ");
        asm("   por     %xmm3, %xmm4       ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm2          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm3          ");
        asm("   por     %xmm2, %xmm3       ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm1          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm2          ");
        asm("   por     %xmm1, %xmm2       ");

        asm("   movaps  %xmm9, 0x70(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm8, 0x60(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm7, 0x50(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm6, 0x40(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm5, 0x30(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm4, 0x20(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm3, 0x10(%rdi)  ");
        asm("   movaps  %xmm2, 0x0(%rdi)   ");
        asm("   leaveq                          ");
        asm("   retq                            ");

asm("   .text                        ");
        asm("   .type  shl_7_f, @function    ");
        asm("shl_7_f:   push   %rbp          ");
        asm("   mov    %rsp,%rbp             ");
        asm("loop_f: sub     $0x80, %rdx     ");
        asm("   movaps  -0x07(%rsi), %xmm1 ");
        asm("   movaps  0x09(%rsi), %xmm2  ");
        asm("   movaps  0x19(%rsi), %xmm3  ");
        asm("   movaps  0x29(%rsi), %xmm4  ");
        asm("   movaps  0x39(%rsi), %xmm5  ");
        asm("   movaps  0x49(%rsi), %xmm6  ");
        asm("   movaps  0x59(%rsi), %xmm7  ");
        asm("   movaps  0x69(%rsi), %xmm8  ");
        asm("   movaps  0x79(%rsi), %xmm9  ");
        asm("   lea     0x80(%rsi), %rsi   ");
        asm("   psrldq  $7, %xmm8          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm9          ");
        asm("   por     %xmm8, %xmm9       ");
        asm("   movaps  %xmm9, 0x70(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm7          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm8          ");
        asm("   por     %xmm7, %xmm8       ");
        asm("   movaps  %xmm8, 0x60(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm6          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm7          ");
        asm("   por     %xmm6, %xmm7       ");
        asm("   movaps  %xmm7, 0x50(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm5          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm6          ");
        asm("   por     %xmm5, %xmm6       ");
        asm("   movaps  %xmm6, 0x40(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm4          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm5          ");
        asm("   por     %xmm4, %xmm5       ");
        asm("   movaps  %xmm5, 0x30(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm3          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm4          ");
        asm("   por     %xmm3, %xmm4       ");
        asm("   movaps  %xmm4, 0x20(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm2          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm3          ");
        asm("   por     %xmm2, %xmm3       ");
        asm("   movaps  %xmm3, 0x10(%rdi)  ");

        asm("   psrldq  $7, %xmm1          ");
        asm("   pslldq  $9, %xmm2          ");
        asm("   por     %xmm1, %xmm2       ");
        asm("   movaps  %xmm2, 0x0(%rdi)   ");

        asm("   leaveq                          ");
        asm("   retq                            ");

int main(void)
{
        uint8_t * src = (uint8_t*)malloc(sizeof(uint8_t)*(128+7));
        uint8_t * des = (uint8_t*)malloc(sizeof(uint8_t)*128);
        int i = 0;
        for(;i<128;++i)
        {
                src[i] = 0xFF;
        }
        src[0] = 0x0;
        src[1]=0x1;
        src[2]=0x2;
        src[7]=0x7;
        src[8]=0x8;
        src+=7;
        /*shl_7(des,src);
        i = 0;
        for(;i<128;++i)
        {
                printf("%d/n",des[i]);
        }
        i = 0;*/
        for(;i<100000000;++i)
        {

            #ifdef SLOW
                shl_7(des,src);

            #endif

            #ifdef FAST
                shl_7_f(des,src);

            #endif
        }

        return 0;
}

參見：

（1）http://www.newsmth.net/bbscon.php?bid=272&id=47206