如何在XMM寄存器之间交换值？

Question

是否有x86指令或两个用于在XMM寄存器之间交换值;类似于XCHG指令？无法使用内存，临时寄存器或XOR副本。

Answer 1

xchg操作中的实际值是它在同步原语，自旋锁等中的使用。由于其隐式lock前缀，它可能会施加重罚。当然没有人会使用SSE实现同步原语，但交换有任何优点吗？它有时可能有用，但是在32位模式下有8个SSE寄存器，在64位模式下有16个，为什么不只使用SSE临时寄存器？我不知道是否有任何x86-64处理器在其SIMD单元中使用寄存器重命名等（以消除错误的依赖性）。

你已经排除了使用xorps（或_mm_xor_ps内在函数），这在现代处理器上通常是一个无用的技巧 - 当然是通用寄存器，你已经排除了使用记忆我害怕，这就是你所有的可能性。总结一下：没有。

Answer 2

使用PXOR指令是在XMM寄存器之间交换内容的最短且最快的方式。此代码交换xmm0和xmm1之间的内容。

  pxor  xmm0, xmm1
  pxor  xmm1, xmm0
  pxor  xmm0, xmm1

那么，在哪里可以看到问题？

Answer 3

以下是arithmetic swap的完全未经测试的代码：

vpsubd xmm0, xmm1
vpaddd xmm1, xmm0
vpsubd xmm0, xmm1, xmm0

与xor不同，减法不是可交换的，所以你最终得到的是不幸的最后一行，如果没有avx你就不能这样做（嗯，你可以，但是有一个临时寄存器然后你最好使用移动）。

在大多数处理器上使用暂存寄存器会更快（我想P4除外，但没有人关心P4，对吧？）。在较旧的处理器上，因为前两个移动可以在最新的处理器上并行执行，因为它们使用寄存器重命名处理前端的xmm reg-reg移动。注册重命名和纯粹使用重命名处理指令都不是新技巧，因为Pentium Pro和fxch通常使用重命名来实现重命名。使用寄存器重命名实现xmm reg-reg移动是一个相当新的技巧，它在Ivy Bridge，Haswell，Bulldozer和Piledriver中。

通常你可以通过将它展开来摆脱循环中的交换。不在循环中的交换很少是必要的，甚至更少是瓶颈。