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「rep; nop;」とは何ですかx86アセンブリではどうですか？ 「一時停止」命令と同じですか？

  • _rep; nop_はどういう意味ですか？
  • pause命令と同じですか？
  • _rep nop_（セミコロンなし）と同じですか？
  • 単純なnop命令との違いは何ですか？
  • AMDプロセッサとIntelプロセッサでは動作が異なりますか？
  • （ボーナス）これらの指示の公式文書はどこにありますか？

この質問の動機

別の質問 のコメントで議論した後、x86（またはx86-64）アセンブリで_rep; nop;_が何を意味するのかわからないことに気付きました。また、ウェブ上で良い説明を見つけることができませんでした。

repは、「次の命令をcx回繰り返す」を意味する接頭辞であることを知っています（または、少なくとも、古い16ビットx86アセンブリ）。これによると Wikipediaの要約表 、repはmovs、stos、cmps、lodsでのみ使用できるようです。 、scas（ただし、この制限は新しいプロセッサでは削除された可能性があります）。したがって、_rep nop_（セミコロンなし）はnop操作cx回を繰り返すと思います。

しかし、さらに検索した後、私はさらに混乱しました。 _rep; nop_およびpauseまったく同じオペコードにマップ 、およびpauseの動作はnopとは少し異なるようです。いくつかの 2005年からの古いメール は異なることを言った：

  • "あまりにも多くの電力を消費しないようにしてください"
  • "2バイトエンコーディングで 'nop'と同等です。"
  • "intelでは魔法です。「nop but like HT兄弟を走らせます」」
  • "Intelでは一時停止、Athlonでは高速パディング"

これらの異なる意見では、正しい意味を理解できませんでした。

Linuxカーネル（ i386 と x86_64 の両方）で使用されており、次のコメントとともに：/* REP NOP (PAUSE) is a good thing to insert into busy-wait loops. */また、 で使用されていますBeRTOS 、同じコメント付き。

assemblyx86cpux86-64
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Denilson Sá Maia

rep; nopは、実際にpause命令と同じです（オペコードF390）。 pause命令をまだサポートしていないアセンブラーに使用される場合があります。以前のプロセッサでは、これはnopのように2バイトでしたが、何もしませんでした。ハイパースレッディングをサポートする新しいプロセッサでは、パフォーマンスを向上させるためにスピンループを実行していることをプロセッサへのヒントとして使用します。 Intelの命令リファレンス から：

スピン待機ループのパフォーマンスを改善します。 「スピンウェイトループ」を実行する場合、Pentium 4またはIntel Xeonプロセッサは、メモリ順序違反の可能性を検出するため、ループを終了するときに重大なパフォーマンスペナルティを受けます。 PAUSE命令は、コードシーケンスがスピン待機ループであるというヒントをプロセッサに提供します。プロセッサはこのヒントを使用して、ほとんどの状況でメモリ順序違反を回避します。これにより、プロセッサのパフォーマンスが大幅に向上します。このため、すべてのスピン待機ループにPAUSE命令を配置することをお勧めします。

66
ughoavgfhw

命令に適用されない接頭辞は無視されます。ただし、将来のCPUはそのバイトシーケンスを使用して新しい命令をエンコードできます。 （はい、x86オペコードスペースは非常に限られているため、このようなクレイジーな処理を行います。そうです、デコーダーが複雑になります。）

この場合、これは、後方のcompatを壊すことなく、スピンループでpauseを使用できることを意味します。 pauseを知らない古いCPUは、害のないNOPとしてデコードします。新しいCPUでは、省電力/ HTの使いやすさの利点が得られます。また、 メモリの順序付けの誤った推測を回避 スピンしているメモリが変更され、スピンループが終了した場合。

X86タグwiki情報ページにあるIntelのマニュアルおよびその他の優れたものへのリンク： https://stackoverflow.com/tags/x86/info

意味のないrepプレフィックスが新しいCPUで新しい命令になる別のケース：lzcntはF3 0F BD /r。その命令をサポートしていないCPU（CPUIDにLZCNT機能フラグがない）では、rep bsrは、bsrと同じように実行されます。したがって、古いCPUでは、32 - expected_result、および入力がゼロの場合は未定義です。

無意味なrepプレフィックスの1つのケースは、おそらく異なるデコードを行わないでしょう：rep retは、「汎用」CPUをターゲットとするときにgccによってデフォルトで使用されます（つまり、特定のCPUを-marchまたは-mtune、およびAMD K8またはK10をターゲットにしていない。）誰でもrep retは、ほとんどのLinuxディストリビューションのほとんどのバイナリに存在するため、ret以外のものとして。 「rep ret」とはどういう意味ですか？ を参照してください

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Peter Cordes