3.9.2 Упреждающее кэширование

Команды этой группы позволяют кэшировать нужные данные заранее. За счет этого уменьшаются задержки, связанные с доступом к основной памяти. Рассматриваемые команды не влияют на ход выполнения программы с функциональной точки зрения.

Обеспечивается возможность записи данных в кэш-память различных уровней. Имена команд кэширования содержат суффиксы, указывающие нужный уровень кэш-памяти.

Команды PREFETCHT0, PREFETCHT1 и PREFETCHT2 предназначены для кэширования часто используемых данных (с временной или пространственной локализацией).

Команда PREFETCHT0 записывает кэшируемые данные из памяти в кэш всех уровней (L1 и L2 в архитектуре процессора Pentium III).

Команды PREFETCHT1 и PREFETCHT2 в архитектуре процессора Pentium III записывают кэшируемые данные из памяти в кэш L2.

Команда PREFETCHNTA записывает кэшируемые данные из памяти в кэш для данных со слабой локализацией. В архитектуре процессора Pentium III данные обходят L2-кэш и переносятся в L1-кэш, используемый для этих целей.

3.9.3 Принудительная запись

Команда SFENCE (Store Fence) применяется для строгого упорядочения последовательности обращений в память и синхронизации ее с содержимым кэш-памяти, если такие обращения являются слабо упорядоченными.

При использовании SFENCE в основную память копируются все данные предшествующих команд записи, хранящиеся в буфере записи и кэше. Только после этого будут выполняться следующие команды записи.

Команда SFENCE временно блокирует выполнение лишь последующих команд сохранения данных, не влияя при этом на работу других команд.

4. Таблица команд sse и генерируемых исключений

Синтаксис команд	Операция
Команды копирования данных
MOVAPS xmm1, xmm2/m128 0f: 28: mod rxmm1 r/m MOVAPS xmm2/m128, xmm1 0f: 29: mod rxmm2 r/m	xmm2/m128  xmm1 xmm1 Þ xmm2/m128 (выровненные данные)
MOVUPS xmm1, xmm2/m128 0f: 10: mod rxmm1 r/m MOVUPS xmm1/m128, xmm2 0f: 11: mod rxmm1 r/m	xmm2/m128 Þ xmm1 xmm1 Þ xmm2/m128 (невыровненные данные)
MOVHLPS xmm1, xmm2 0f: 12: 11 rxmm1 rxmm2	xmm2(F2, F3) Þ xmm1(F0, F1)
MOVHPS xmm, m64 0f: 16: mod rxmm r/m MOVHPS m64, xmm 0f: 17: mod rxmm r/m	m64 Þ xmm(F2, F3) xmm(F2, F3) Þ m64
MOVLHPS xmm1, xmm2 0f: 16: 11 rxmm1 rxmm2	xmm2(F0,F1) Þ xmm1(F2, F3)
MOVLPS xmm, m64 0f: 12: mod rxmm r/m MOVLPS m64, xmm 0f: 13: mod rxmm1 r/m	m64 Þ xmm(F0, F1) xmm(F0, F1) Þ m64
MOVMSKPS r32, xmm 0f: 50: 11 r32 rxmm	xmm[b7(F0)] Þ r32(b0) xmm[b7(F1)] Þ r32(b1) xmm[b7(F2)] Þ r32(b2) xmm[b7(F3)] Þ r32(b3) 0 Þ r32(b31…b4)
MOVSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 10 mod rxmm1 r/m MOVSS m32, xmm f3: 0f: 11 mod rxmm r/m	xmm2/m32 Þ xmm2(F0) 0 Þ xmm2(F1–F3) xmm(F0) Þ m32
Команды арифметических операций
ADDPS xmm1, xmm2/m128 0f: 58: mod rxmm1 r/m ADDSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 58: mod rxmm1 r/m	xmm1 + xmm2/m128 Þ xmm1 (пакет) xmm1 + xmm2/m32 Þ xmm1 (скаляр)
SUBPS xmm1, xmm2/m128 0f: 5c: mod rxmm1 r/m SUBSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 5c: mod rxmm1 r/m	xmm1 – xmm2/m128 Þ xmm1 (пакет) xmm1 – xmm2/m32 Þ xmm1 (скаляр)
MULPS xmm1, xmm2/m128 0f: 59: mod rxmm1 r/m MULSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 59: mod rxmm1 r/m	xmm1 * xmm2/m128 Þ xmm1 (пакет) xmm1 * xmm2/m32 Þ xmm1 (скаляр)
DIVPS xmm1, xmm2/m128 0f: 5e: mod rxmm1 r/m DIVSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 5e: mod rxmm1 r/m	xmm / xmm/m128 Þ xmm (пакет) xmm / xmm/m32 Þ xmm (скаляр)
SQRTPS xmm1, xmm2/m128 0f: 51: mod rxmm1 r/m SQRTSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 51: mod rxmm1 r/m	sqrt(xmm2/m128) Þ xmm1 (пакет) sqrt(xmm2/m32) Þ xmm1 (скаляр)
RCPPS xmm1, xmm2/m128 0f: 53: mod rxmm1 r/m RCPSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 53: mod rxmm1 r/m	1 / xmm2/m128 Þ xmm1 (пакет) 1 / xmm2/m32 Þ xmm1 (скаляр)
RSQRTPS xmm1, xmm2/m128 0f: 52: mod rxmm1 r/m RSQRTSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 52: mod rxmm1 r/m	1 / sqrt(xmm2/m128) Þ xmm1 (пакет) 1 / sqrt(xmm2/m32) Þ xmm1 (скаляр)
MAXPS xmm1, xmm2/m128 0f: 5f: mod rxmm1 r/m MAXSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 5f: mod rxmm1 r/m	max(xmm1, xmm2/m128) Þ xmm1 (пакет) max(xmm1, xmm2/m32) Þ xmm1 (скаляр)
MINPS xmm1, xmm2/m128 0f: 5d: mod rxmm1 r/m MINSS xmm1, xmm2/m32 f3: 0f: 5d: mod rxmm1 r/m	min(xmm1, xmm2/m128) Þ xmm1 (пакет) min(xmm1, xmm2/m32) Þ xmm1 (скаляр)
Команды сравнения
CMPPS xmm1, xmm2/m128, imm8 0f: c2: mod rxmm1 r/m: i8 CMPSS xmm1, xmm2/m32, imm8 f3: 0f: c2: mod rxmm1 r/m: i8	В зависимости от значения imm8 в случае выполнения условия: FFFFFFFFh  xmm1(Fi) невыполнения: 000000000h  xmm1(Fi) В зависимости от значения imm8 в случае выполнения условия: FFFFFFFFh  xmm1(F0) невыполнения: 000000000h  xmm1(F0)
COMISS xmm1, xmm2/m32 0f: 2f: mod rxmm1 r/m UCOMISS xmm1, xmm2/m32 0f: 2e: mod rxmm1 r/m	EFLAGS xmm1–xmm2/m32 (различаются генераци- EFLAGS xmm1–xmm2/m32 ей исключений)
Команды преобразования типов данных
CVTPI2PS xmm, mm/m64 0f: 2a: mod rxmm1 r/m	mm/m64(D1, D0)  xmm(F1, F0)
CVTSI2SS xmm, r/m32 f3: 0f: 2a: mod rxmm1 r/m	r/m32  xmm(F0)
CVTPS2PI mm, xmm/m64 0f: 2d: mod rmmx1 r/m	xmm/m64(F0, F1)  mm(D0, D1) (округление)
CVTTPS2PI mm, xmm/m64 0f: 2c: mod rmmx1 r/m	xmm/m64(F0, F1)  mm(D0, D1) (отброс дробной части)
CVTSS2SI r32, xmm/m32 f3: 0f: 2d: mod r32 r/m	xmm/m32(F0)  r32 (округление)
CVTTSS2SI r32, xmm/m32 f3: 0f: 2c: mod r32 r/m	xmm/m32(F0)  r32 (отброс дробной части)
Логические команды
ANDPS xmm1, xmm2/m128 0f: 54: mod rxmm1 r/m	xmm1 & xmm2/m128  xmm1
ANDNPS xmm1, xmm2/m128 0f: 55: mod rxmm1 r/m	!xmm1 & xmm2/m128  xmm1
ORPS xmm1, xmm2/m128 0f: 56: mod rxmm1 r/m	xmm1  xmm2/m128  xmm1
XORPS xmm1, xmm2/m128 0f: 57: mod rxmm1 r/m	xmm1  xmm2/m128  xmm1
Дополнительные команды SIMD над целыми
PAVGB mm1, mm2/m64 0f: e0: mod rmmx1 r/m	(mm1(Bi) + mm2(Bi) +1)>>1 Þ mm1, i=0..7
PAVGW mm1, mm2/m64 0f: e3: mod rmmx1 r/m	(mm1(Wi) + mm2(Wi) +1)>>1 Þ mm1, i=0..3
PEXTRW r32, mm, imm8 0f: c5: 11 rmmx r32: i8	mm(Wi) Þ r[15..0], i=imm8 & 3 0000 Þ r[31..16]
PINSRW mm, r32/m16, imm8 0f: c4: mod reg r/m: i8	sel = imm8 & 0x3; mask = (sel == 0) ? 0x000000000000FFFF: (sel == 1) ? 0x00000000FFFF0000: (sel == 2) ? 0x0000FFFF00000000: 0xFFFF000000000000; mm=(mm& !mask)|((m16/r32[15-0]<<(sel*16))&mask);
PMAXUB mm1, mm2/m64 0f: de: mod rmmx1 r/m	max(mm1(Bi), mm2(Bi)) Þ mm1(Bi), i=0..7
PMAXSW mm1, mm2/m64 0f: ee: mod rmmx1 r/m	max(mm1(Wi), mm2(Wi)) Þ mm1(Wi), i=0..3
PMINUB mm1, mm2/m64 0f: da: mod rmmx1 r/m	min(mm1(Bi), mm2(Bi)) Þ mm1(Bi), i=0..7
PMINSW mm1, mm2/m64 0f: ea: mod rmmx1 r/m	min(mm1(Wi), mm2(Wi)) Þ mm1(Wi), i=0..3
PMOVMSKB r32, mm 0f: d7: 11 r32 rmmx	Sign(mm(Bi)) Þ r32[i], i=0..7 000000 Þ r32[31..8]
PMULHUW mm1, mm2/m64 0f: e4: mod rmmx1 r/m	(mm1(Wi) * mm2(Wi))[31..16] Þ mm1(Wi), i=0..3
PSADBW mm1, mm2/m64 0f: f6: mod rmmx1 r/m	Sum(abs(mm1(Bi) – mm2(Bi)) Þ mm1[15..0], i=0..7
PSHUFW mm1, mm2/m64, imm8 0f: 70: mod rmmx1 r/m: i8	(mm2 >> (imm8[1..0] * 16))[15..0] Þ mm1[15..0] (mm2 >> (imm8[3..2] * 16))[15..0] Þ mm1[31..16] (mm2 >> (imm8[5..4] * 16))[15..0] Þ mm1[47..32] (mm2 >> (imm8[7..6] * 16))[15..0] Þ mm1[63..48]
Команды перестановки
UNPCKHPS xmm1, xmm2/m128 0f: 15: mod rxmm1 r/m	xmm1(F2)  xmm1(F0) xmm2/m128 (F0)  xmm1(F1) xmm1(F3)  xmm1(F2) xmm2/m128 (F3)  xmm1(F3)
UNPCKLPS xmm1, xmm2/m128 0f: 14: mod rxmm1 r/m	xmm1(F0)  xmm1(F0) xmm2/m128 (F0)  xmm1(F1) xmm1(F1)  xmm1(F2) xmm2/m128 (F1)  xmm1(F3)
SHUFPS xmm1, xmm2/m128, imm8 0f: c6: mod rxmm1 r/m: i8	xmm1/m128 [ F(imm8[1..0]) ]  xmm1(F0) xmm2/m128 [ F(imm8[3..2]) ]  xmm1(F1) xmm1/m128 [ F(imm8[5..4]) ]  xmm1(F2) xmm2/m128 [ F(imm8[7..6]) ]  xmm1(F3)
Команды управления состоянием
STMXCSR m32 0f: ae: mod 011 m32	MXCSR  m32
LDMXCSR m32 0f: ae: mod 010 m32	m32  MXCSR
FXSAVE m512 0f: ae: mod 000 m512	Сохранение в памяти содержимого FPU/MMX И SSE регистров
FXRSTOR m512 0f: ae: mod 001 m512	Загрузка из памяти содержимого FPU/MMX И SSE регистров
Команды управления кэшированием
MOVNTPS m128, xmm 0f: 2b: mod rxmm1 r/m	xmm Þ m128
MOVNTQ m64, mm 0f: e7: mod rmmx r/m	mm Þ m64
MASKMOVQ mm1, mm2 0f: 57: 11 rmmx1 rmmx2	mm1(Bi) Þ ds:[edi+I], если mm2 [ b7(Bi) ] =1; i=0..7
PREFETCHT0 m8 0f: 18: mod 01 r/m	Предвыборка данных в кэш-память уровней L1 и L2
PREFETCHT1 m8 0f: 18: mod 10 r/m	Предвыборка данных в кэш-память уровня L2
PREFETCHT2 m8 0f: 18: mod 11 r/m	Предвыборка данных в кэш-память уровня L2
PREFETCHTA m8 0f: 18: mod 00 r/m	Предвыборка данных в кэш-память уровня L1
SFENCE 0f: ae: f8	Упорядочивание обращений к памяти

Ниже приведена таблица исключений, которые генерируются командами и расшифровка мнемоники этих исключений:

Команда	#I	#D	#Z	#O	#U	#P
ADDPS	Y	Y		Y	Y	Y
ADDSS	Y	Y		Y	Y	Y
ANDNPS
ANDPS
CMPPS	Y	Y
CMPSS	Y	Y
COMISS	Y	Y
CVTPI2PS						Y
CVTPS2PI	Y					Y
CVTSI2SS						Y
CVTSS2SI	Y					Y
CVTTPS2PI	Y					Y
CVTTSS2SI	Y					Y
DIVPS	Y	Y	Y	Y	Y	Y
DIVSS	Y	Y	Y	Y	Y	Y
LDMXCSR
MAXPS	Y	Y
MAXSS	Y	Y
MINPS	Y	Y
MINSS	Y	Y
MOVAPS
MOVHPS
MOVLPS
MOVMSKPS
MOVSS
MOVUPS
MULPS	Y	Y		Y	Y	Y
MULSS	Y	Y		Y	Y	Y
ORPS
RCPPS
RCPSS
RSQRTPS
RSQRTSS
SHUFPS
SQRTPS	Y	Y				Y
SQRTSS	Y	Y				Y
STMXCSR
SUBPS	Y	Y		Y	Y	Y
SUBSS	Y	Y		Y	Y	Y
UCOMISS	Y	Y
UNPCKHPS
UNPCKLPS
XORPS

Таблица 8. Генерируемые командами SSEисключения.

Исключение	Описание
#IA или #I	Исключение для ошибочного арифметического значения операндов или неподдерживаемого формата данных.
#D	Ненормализованный операнд в инструкции.
#Z	Деление на ноль.
#O	Переполнение.
#U	Антипереполнение.
#P	Неточный результат операции.

Таблица 9. Расшифровка генерируемых исключений.