xchg mem,reg

Как известно, инструкция xchg, оперирующая с памятью, занимается нехорошим делом: блокировкой шины. Иногда, конечно, это дело очень даже полезное, но гораздо чаще – нет.

Давайте подумаем: чем можно заменить эту инструкцию (скажем, xchg [ecx],eax) для максимизации скорости?
Конечно, первое, что приходит в голову – это:

Код (ASM):

1. mov edx,[ecx]
2. mov [ecx],eax
3. mov eax,edx

Скорость взлетает ощутимо – проверено.
Но! Тут используется дополнительный регистр! А если лишнего регистра нет? Что делать?

Может, я откровенно туплю, но пока в голову не приходит ничего лучше, чем:

Код (ASM):

1. push eax
2. push [ecx]
3. pop eax
4. pop [ecx]

или

Код (ASM):

1. xadd [ecx],eax
2. sub [ecx],eax

Но второй вариант работает даже медленнее, чем первый (в цикле, по крайней мере)!!!

Ах, да, есть же ещё:

Код (ASM):

1. xor eax,[ecx]
2. xor [ecx],eax
3. xor eax,[ecx]

Он работает быстрее, чем xadd и чуть быстрее, чем push/pop в цикле (и тем более xchg), но скорость всё равно низкая...

Задача №2 (усложнённая). Нам нужно обменять 2 элемента в памяти (а-ля xchg [ecx],[edx]). В распоряжении у нас максимум 1 регистр.
То бишь такое не прокатит:

Код (ASM):

1. mov eax,[edx]
2. mov ebx,[ecx]
3. mov [edx],ebx
4. mov [ecx],eax

Тут, конечно, относительно быстрым будет:

Код (ASM):

1. mov eax,[ecx]
2. xor eax,[edx]
3. xor [edx],eax
4. xor eax,[edx]
5. mov [ecx],eax

Но хочется большего!!!

Покумекаем?

p.s. Всяческие варианты с MMX/SSE/FPU (или каким-нибудь особенным набором инструкций) прошу не предлагать как основные решения. Как дополнительные – ну ок, сгодятся, хотя вариант наподобие первого (с 3-мя mov'ами) тут вполне очевиден.

 

Хотя, кстати говоря, код...

Код (ASM):

1. fld dword ptr [ecx]
2. fld dword ptr [edx]
3. fstp dword ptr [ecx]
4. fstp dword ptr [edx]

...довольно шустр! И работает быстрее варианта с xor

 

Подсказано с другого форума:

Код (ASM):

1. push [ecx]
2. mov [ecx],eax
3. pop eax

Отличный вариант!

 

Обмен значений 2-х переменных:

Код (ASM):

1. push [ecx]
2. mov eax,[edx]
3. pop [edx]
4. mov [ecx],eax

p.s. Но почему-то вариант:

Код (ASM):

1. push [ebp-4]
2. mov eax,[ebp-8]
3. pop [ebp-8]
4. mov [ebp-4],eax

работает чуть быстрее... кто-нибудь может объяснить: почему?
Это при том, что в первом случае я делаю lea ecx,[ebp-4] + lea edx,[ebp-8] (они не учитываются в замере скорости, я их даже не удаляю для второго варианта). И даже если я заменю ecx/edx на esi/edi и размещу эти lea до rdtscp (которая производит сериализацию), результат тот же: варианты с [ebp-...] быстрее!

 

Ещё (про обмен регистра с памятью):

Код (ASM):

1. push eax
2. mov eax,[ecx]
3. pop [ecx]

как будто бы немного быстрее работает (результаты тестов нестабильные, но ощущение такое)...
И опять же, есть разница: используется ли именно [ecx] или [ebp-4].

 

Оптимизировал измерялку, получилось:

Код (ASM):

1. push [ecx]
2. mov eax,[edx]
3. mov [ecx],eax
4. pop eax
5. mov [edx],eax

Быстрее (без цикла). И замена на [ebp-...] уже не влияет

И код

Код (ASM):

1. push eax
2. mov eax,[ecx]
3. pop [ecx]

получился ничуть не лучше, чем

Код (ASM):

1. push [ecx]
2. mov [ecx],eax
3. pop eax

 

Jin X,

Можно было предсказать что профайл в этих случаях с заменой регистров должен быть одинаков, а ошибка в вашем профайлере. Так как это общий набор регистров(GPR) и без разницы эти замены, обработка их одинакова.

 

Это и удивляло.