端口7可以在最新的Intel x86上存儲AGU的哪種類型的地址？

Question

從Haswell開始，英特爾CPU微架構在端口7上有一個專用的存儲地址單元，它可以處理某些存儲操作的地址生成uop（另一個uop， 存儲數據總是到達端口4）。

最初人們認為這可以處理任何類型的地址，但似乎並非如此。 該端口可以處理哪些類型的地址？

Answer 1

這個答案適用於Haswell和Skylake（/ Kaby Lake / Coffee Lake）。 未來的ISA（Cannon Lake / Ice Lake）將在可用時進行檢查。 7號AGU是Haswell的新產品。

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對於完全可以使用port7的指令（例如，不是vextracti128 ）， 任何非索引尋址模式都可以使用端口7。

這包括RIP相對和64位絕對（ mov [qword abs buf], eax ，即使在加載到2 ^ 32以上的PIE可執行文件中，因此地址實際上不適合32位），以及正常[reg + disp0/8/32]或絕對[disp32] 。

索引寄存器總是阻止使用port7 ，例如[rdi + rax]或[disp32 + rax*2] 。 即使[NOSPLIT disp32 + rax*1]也不能使用端口7（因此HSW / SKL不會在內部將帶有scale = 1的索引轉換為沒有基址寄存器到base + disp32尋址模式。）

我在ocperf.py stat -etask-clock,context-switches,cpu-migrations,page-faults,cycles,instructions,uops_dispatched_port.port_2,uops_dispatched_port.port_3,uops_dispatched_port.port_7 ./testloop使用ocperf.py stat -etask-clock,context-switches,cpu-migrations,page-faults,cycles,instructions,uops_dispatched_port.port_2,uops_dispatched_port.port_3,uops_dispatched_port.port_7 ./testloop測試自己。

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[+0, +2047]位移范圍對於商店沒有區別： mov [rsi - 4000], rax可以使用端口7。

具有小正位移的非索引負載具有1c較低的延遲。 英特爾的優化手冊中沒有提到商店的特殊情況。 Skylake的可變延遲存儲轉發（當負載試圖在存儲之后立即執行時具有更差的延遲）使得構建包含存儲延遲的微基准標記變得困難但是不受存儲地址uops與負載競爭的影響更少端口。 我還沒有通過存儲地址uop提出帶有循環傳遞依賴鏈的微基准，而不是通過存儲數據uop。 據推測它是可能的，但可能需要陣列而不是單個位置。

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有些說明根本不能使用port7：

vextracti128 [rdi], ymm0, 0包含商店地址uop（當然），但它只能在端口2或端口3上運行。

Agner Fog的指令表至少有一個錯誤：他列出pextrb/w/d/q只是在p23上運行store-address uop，但事實上它可以在HSW / SKL上使用任何p237。

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我沒有詳盡地測試過，但HSW和SKL之間的一個區別我發現¹是VCVTPS2PH [mem], xmm/ymm, imm8 。 （指令更改為使用更少的ALU uop，因此不表示HSW和SKL之間p7的變化）。

• 在Haswell上： VCVTPS2PH是4個VCVTPS2PH （融合和未融合的結構域）：p1 p4 p5 p23（Agner Fog是對的）。
• 在Skylake： VCVTPS2PH xmm是2個融合/ 3個未融合的uops：p01 p4 p237

• 在Skylake： VCVTPS2PH ymm是3個融合/ 3個未融合的uops：p01 p4 p237

  （Agner Fog將VCVTPS2PH v列為3F / 3U（兩個矢量寬度均為一個條目），缺少xmm版本的微融合，並錯誤地將端口分解列為p01 p4 p23）。

一般來說，要注意Agner最近的更新看起來有點草率，比如復制/粘貼或拼寫錯誤（例如，Ryzen vbroadcastf128 y,m128吞吐量為5而不是0.5）。

1：HSW測試是在一台不再可用的舊筆記本電腦上（我用它的RAM升級另一台仍然可以正常使用的機器）。 我沒有Broadwell可以測試。 這個答案中的所有內容在Skylake上都是如此：我剛才仔細檢查過它。 我剛剛在Haswell上測試了一些這個，但仍然有我的筆記。