Команды mmx/xmm

Сентябрь 7, 2022

Главная
Алгебра
Команды mmx/xmm

Содержание

2. К теме: Технология MMX. Технология SSE. Регистры MMX/XMM, типы данных и команды MMX/ХММ. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить
3. Основы MMX-технологии MMX (Multimedia Extensions - мультимедийное расширение) - коммерческое название дополнительного набора инструкций, выполняющих характерные
4. Основы MMX-технологии SIMD (Single Instruction, Multiple Data) принцип компьютерных вычислений, позволяющий обеспечить параллелизм на уровне данных.
5. Синтаксис MMX-команд instruction dest, src instruction - имя команды, dest - выходной операнд, src - входной
6. MMX-расширение Численные регистры 8 (mm0..mm7) * 8 байт mm0
7. MMX-расширение mm0 Типы данных: B - упакованные байты (packed byte); W - упакованные слова (16-разрядные) (packed
8. MMX-регистры Физически совмещены со стеком регистров математического сопроцессора. При выполнении любой из MMX-команд происходит установка «режима
9. MMX-регистры Такая реализация позволила избежать проблем совместимости с переключением контекста, поскольку число регистров процессора, и, следовательно,
10. MMX-регистры С другой стороны, переход между режимами занимает значительное время. Поэтому при необходимости работы в обоих
11. SSE-команды SSE (англ. Streaming SIMD Extensions). Для преодоления проблемы одновременного использования c сопроцессором. SSE включает в
12. Задание Создать консольное приложение, которое выполняет вычисления (в соответствии с вариантом) : 1) на языке Си,
13. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b int i; short a_vect[16], b_vect[16]; short cnt =
14. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b Си: for(j = 0; j { temp =
15. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b Ассемблер без MMX: cnt = 16; _asm {
16. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b loop1: mov ax, a_vect[esi] ; чтение из памяти
17. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b Ассемблер с MMX: cnt = 16; _asm {
18. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b Ассемблер с MMX: pusha ; сохранить в стек
19. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b Ассемблер с MMX: loop1: movq MM0, a_vect[esi] ;
20. Пример Найти скалярное произведение векторов a и b Ассемблер с MMX: loop1: movq MM0, a_vect[esi] ;
22. Скачать презентацию

Слайд 2

К теме: Технология MMX. Технология SSE. Регистры MMX/XMM, типы данных и команды

MMX/ХММ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить расширение системы команд MMX процессоров Intel.
Продолжительность работы - 4 часа.

Слайд 3

Основы MMX-технологии
MMX (Multimedia Extensions - мультимедийное расширение) - коммерческое название дополнительного

набора инструкций, выполняющих характерные для процессов кодирования и декодирования потоковых аудио/видео данных действия за одну машинную инструкцию.
Разработан в лаборатории Intel, в первой половине 1990-х.

Слайд 4

Основы MMX-технологии
SIMD
(Single Instruction, Multiple Data)
принцип компьютерных вычислений, позволяющий обеспечить параллелизм на

уровне данных.
Основная цель – достижение более высокой производительности мультимедийных приложений и систем обработки и передачи данных.

Слайд 5

Синтаксис MMX-команд
instruction dest, src
instruction - имя команды,
dest - выходной операнд,
src - входной операнд.
+суффикс,

который определяет тип данных: B, W, D, Q. Если в суффиксе есть две из этих букв, первая соответствует входному операнду, а вторая - выходному.

Слайд 6

MMX-расширение
Численные регистры
8 (mm0..mm7) * 8 байт
mm0

Слайд 7

MMX-расширение
mm0
Типы данных:
B - упакованные байты (packed byte);
W - упакованные слова (16-разрядные)

(packed word);
D - упакованные двойные слова (packed double word);
Q - 64-разрядные слова (quadword).

Слайд 8

MMX-регистры
Физически совмещены со стеком регистров математического сопроцессора.
При выполнении любой из MMX-команд

происходит установка «режима MMX», стек регистров сопроцессора рассматривается как набор MMX-регистров.
Завершает работу в режиме MMX команда EMMS (End MultiMedia State).

Слайд 9

MMX-регистры
Такая реализация позволила избежать проблем совместимости с переключением контекста, поскольку число

регистров процессора, и, следовательно, код, выполняющий их сохранение и восстановление, не изменились.

Слайд 10

MMX-регистры
С другой стороны, переход между режимами занимает значительное время.
Поэтому при необходимости

работы в обоих режимах для достижения наилучших результатов рекомендуется группировать эти команды отдельно друг от друга.

Слайд 11

SSE-команды
SSE (англ. Streaming SIMD Extensions).
Для преодоления проблемы одновременного использования c сопроцессором.
SSE

включает в архитектуру процессора 8 128-битных регистров (xmm0 до xmm7), каждый из которых трактуется как 4 последовательных значения с плавающей точкой одинарной точности.

Слайд 12

Задание
Создать консольное приложение, которое выполняет вычисления (в соответствии с вариантом) :
1)

на языке Си,
2) на ассемблере, без команд MMX,
3) с использованием команд MMX.
После вычислений должны быть выведены время выполнения и результат для каждого случая.
Значения элементов матриц генерируются приложением (не вводятся с клавиатуры). Вычисления производятся много (1 млн) раз. Размер матриц (векторов) кратен количеству элементов в регистре ММХ.

Слайд 13

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
int i;
short a_vect[16], b_vect[16];
short cnt

= 16;
int res = 0, res1 = 0;
double r;
int j, temp, sum = 0;
...//инициализация переменных

Слайд 14

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Си:
for(j = 0; j <

16; j++)
{
temp = a_vect[j] * b_vect[j];
sum+=temp;
}

Слайд 15

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер без MMX:
cnt = 16;
_asm
{
pusha

; сохранить в стек все регистры
xor esi, esi
xor ecx, ecx
loop1:
mov ax, a_vect[esi] ; чтение из памяти
mov bx, b_vect[esi]
imul ax, bx
add cx, ax
add esi, 2 ; short → шаг по 2 байта
sub cnt, 1 ; по 1 числу за итерацию
jnz loop1
mov res1, ecx ; сохранить результат
popa ; восстановить из стека сохранённые регистры
}

Слайд 16

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
loop1:
mov ax, a_vect[esi] ; чтение

из памяти
mov bx, b_vect[esi]
imul ax, bx
add cx, ax
add esi, 2 ; short → шаг по 2 байта
sub cnt, 1 ; по 1 числу за итерацию
jnz loop1
mov res1, ecx ; сохранить результат

Слайд 17

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
cnt = 16;
_asm
{
pusha

; сохранить в стек все регистры
xor esi, esi
pxor MM7, MM7
loop1:
movq MM0, a_vect[esi] ; чтение из памяти
movq MM1, b_vect[esi]
pmaddwd MM0, MM1
paddd MM7, MM0
add esi, 8
sub cnt, 4
jnz loop1
movq MM0, MM7
psrlq MM7, 32
paddd MM7, MM0
movd res, MM7
emms
popa
}

Слайд 18

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
pusha ; сохранить

в стек все регистры
xor esi, esi
pxor MM7, MM7
;MM7 – накопитель произведений координат

Слайд 19

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
loop1:
movq MM0, a_vect[esi]

; чтение из памяти
movq MM1, b_vect[esi]
pmaddwd MM0, MM1

Слайд 20

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
loop1:
movq MM0, a_vect[esi]

; чтение из памяти
movq MM1, b_vect[esi]
pmaddwd MM0, MM1
paddd MM7, MM0 ;накопление в ММ7
add esi, 8 ; short → шаг по 2 байта * 4
sub cnt, 4 ; по 4 элемента за операцию
jnz loop1

Команды mmx/xmm

Содержание

К теме: Технология MMX. Технология SSE. Регистры MMX/XMM, типы данных и команды

Основы MMX-технологииMMX (Multimedia Extensions - мультимедийное расширение) - коммерческое название дополнительного

Основы MMX-технологииSIMD(Single Instruction, Multiple Data)принцип компьютерных вычислений, позволяющий обеспечить параллелизм на

Синтаксис MMX-командinstruction dest, srcinstruction - имя команды,dest - выходной операнд,src - входной операнд.+суффикс,

MMX-расширениеЧисленные регистры 8 (mm0..mm7) * 8 байтmm0

MMX-расширениеmm0Типы данных:B - упакованные байты (packed byte);W - упакованные слова (16-разрядные)

MMX-регистрыФизически совмещены со стеком регистров математического сопроцессора.При выполнении любой из MMX-команд

MMX-регистрыТакая реализация позволила избежать проблем совместимости с переключением контекста, поскольку число

MMX-регистрыС другой стороны, переход между режимами занимает значительное время.Поэтому при необходимости

SSE-командыSSE (англ. Streaming SIMD Extensions).Для преодоления проблемы одновременного использования c сопроцессором.SSE

ЗаданиеСоздать консольное приложение, которое выполняет вычисления (в соответствии с вариантом) :1)

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bint i;short a_vect[16], b_vect[16];short cnt

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bСи:for(j = 0; j <

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bАссемблер без MMX:cnt = 16;_asm{ pusha

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bloop1: mov ax, a_vect[esi] ; чтение

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bАссемблер с MMX:cnt = 16;_asm{ pusha

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bАссемблер с MMX: pusha ; сохранить

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bАссемблер с MMX:loop1: movq MM0, a_vect[esi]

Пример Найти скалярное произведение векторов a и bАссемблер с MMX:loop1: movq MM0, a_vect[esi]

Похожие презентации

Основы MMX-технологии
MMX (Multimedia Extensions - мультимедийное расширение) - коммерческое название дополнительного

Основы MMX-технологии
SIMD
(Single Instruction, Multiple Data)
принцип компьютерных вычислений, позволяющий обеспечить параллелизм на

Синтаксис MMX-команд
instruction dest, src
instruction - имя команды,
dest - выходной операнд,
src - входной операнд.
+суффикс,

MMX-расширение
Численные регистры
8 (mm0..mm7) * 8 байт
mm0

MMX-расширение
mm0
Типы данных:
B - упакованные байты (packed byte);
W - упакованные слова (16-разрядные)

MMX-регистры
Физически совмещены со стеком регистров математического сопроцессора.
При выполнении любой из MMX-команд

MMX-регистры
Такая реализация позволила избежать проблем совместимости с переключением контекста, поскольку число

MMX-регистры
С другой стороны, переход между режимами занимает значительное время.
Поэтому при необходимости

SSE-команды
SSE (англ. Streaming SIMD Extensions).
Для преодоления проблемы одновременного использования c сопроцессором.
SSE

Задание
Создать консольное приложение, которое выполняет вычисления (в соответствии с вариантом) :
1)

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
int i;
short a_vect[16], b_vect[16];
short cnt

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Си:
for(j = 0; j <

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер без MMX:
cnt = 16;
_asm
{
pusha

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
loop1:
mov ax, a_vect[esi] ; чтение

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
cnt = 16;
_asm
{
pusha

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
pusha ; сохранить

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
loop1:
movq MM0, a_vect[esi]

Пример Найти скалярное произведение векторов a и b
Ассемблер с MMX:
loop1:
movq MM0, a_vect[esi]