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我知道这movzx可以用于打破依赖关系，但我偶然发现了movzxClang 和 GCC 的一些用途，我真的看不出它们有什么用处。这是我在 Godbolt 编译器浏览器上尝试的一个简单示例：

#include <stdint.h>

int add2bytes(uint8_t* a, uint8_t* b) {
    return uint8_t(*a + *b);
}

与海湾合作委员会 12 -O3：

add2bytes(unsigned char*, unsigned char*):
        movzx   eax, BYTE PTR [rsi]
        add     al, BYTE PTR [rdi]
        movzx   eax, al
        ret

如果我理解正确的话，这里的第一个movzx打破了对先前eax值的依赖，但第二个是什么movzx做什么？我认为它不会破坏任何依赖关系，也不应该影响结果。

使用 clang 14 -O3，情况更加奇怪：

add2bytes(unsigned char*, unsigned char*):                       # @add2bytes(unsigned char*, unsigned char*)
        mov     al, byte ptr [rsi]
        add     al, byte ptr [rdi]
        movzx   eax, al
        ret …

我正在使用 Google Benchmark 优化一个函数，并遇到了我的代码在某些情况下意外变慢的情况。我开始试验它，查看编译后的程序集，并最终想出了一个最小的测试用例来展示这个问题。这是我想出的展示这种放缓的程序集：

    .text
test:
    #xorps  %xmm0, %xmm0
    cvtsi2ss    %edi, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    addss   %xmm0, %xmm0
    retq
    .global test

此函数遵循 GCC/Clang 的 x86-64 函数声明调用约定extern "C" float test(int);注意注释掉的xorps指令。取消注释此指令可显着提高函数的性能。用我的机器有i7-8700K，谷歌基准测试显示的功能测试它，而不该xorps指令需要8.54ns（CPU），而功能与该xorps指令需要1.48ns。我已经在具有不同操作系统、处理器、处理器世代和不同处理器制造商（英特尔和 AMD）的多台计算机上对此进行了测试，它们都表现出类似的性能差异。重复addss指令使减速更加明显（在某种程度上），并且这种减速仍然使用此处的其他指令（例如mulss）或什至混合指令发生，只要它们都%xmm0以某种方式依赖于值。值得指出的是，只调用xorps 每个函数调用会导致性能提升。使用循环对性能进行采样（如 Google Benchmark 所做的那样）和xorps循环外的调用仍然显示出较慢的性能。

由于这是一种专门添加指令可以提高性能的情况，因此这似乎是由 CPU 中的一些非常低级的东西引起的。由于它发生在各种 CPU …