英特尔处理器的虚拟操作处理答案

【问题标题】：Dummy operations handling of Intel processor英特尔处理器的虚拟操作处理
【发布时间】：2011-01-08 13:01:48
【问题描述】：

诚然，我有一个有点愚蠢的问题。基本上，我想知道是否英特尔处理器提供了一些特殊机制来有效地执行一系列虚拟指令，即 NOP 指令？例如，我可以想象那里可能是某种识别 NOPS 的预取机制，丢弃它们并尝试获取一些有用的指令。还是这些 NOPS 已派出作为正常指令到执行单元，这意味着我可以大致处理每个周期5个nops（假设有5个执行单元）

谢谢，莱因哈德

【问题讨论】：

标签： assembly x86 intel computer-architecture instruction-set

【解决方案1】：

丢弃它们将是一个非常糟糕的主意：它们通常用于忙于等待。如果您丢弃NOPs，您的等待循环就会比应有的更紧，并且可能会引入相当大的通信开销。

如果你觉得NOPs 效率低，你可以试试HLT，这样可以节省一些能量。或者你甚至可以让 CPU 进入睡眠状态。然而，这些只有在你想在相当长的时间内“什么都不做”时才有意义并且它们通常需要管理员权限。

【讨论】：

【解决方案2】：

没有。它们被解码并作为正常指令执行；有硬件支持来消除错误的依赖，否则会在 EAX 寄存器上引入单字节 NOP 0x90（实际上是 xchg eax, eax），但仅此而已。

参考：Intel(R) 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual - 第 3.5.1.8 节，“使用 NOP”。

【讨论】：

【解决方案3】：

几乎不需要在 x86 架构上优化无操作序列，因为它具有不同长度的无操作编码。可以只使用单个多字节无操作，而不是许多单字节无操作。解码器需要做更多的工作，但实际的执行单元只看到一条要执行的指令。

【讨论】：

感谢您的回答。从性能的角度来看，使用多字与多单 NOP 指令是否有所不同？或者这只是从代码大小的角度来看很有趣？
很难准确地说出多字节 NOP 的性能影响是什么。我不知道他们是否都可以通过简单的解码器路径（您可能可以在某处查找）。如果他们需要复杂的解码器路径，并且它已经饱和，那么最好使用两个较小的 NOP。
实际上，通过长 NOP 支持，您可以制作 1 到 15 个字节的任意大小的单个 NOP。如果你需要跳过更大的空格，那么 JMP 而不是 NOP。