使用MMXSSE汇编指令集优化视频开发精选.docx

1、汇编指令集 目前大部分的PC机采用的都是Intel或者AMD的CPU，其支持的多媒体汇编指令有： MMX：多媒体扩展指令（MultiMedia eXtention），该指令由Intel在1996年为Pentium处理器开发，包括了57条多媒体指令，可以i一次处理多个数据。但是MMX指令不能与X86浮点运算指令同时执行，在某些场合使用受到一定限制。 SSE：SIMD扩展指令集（Streaming SIMD Extension）,也称作单指令多数据流扩展。其中的SIMD的含义为Single Instruction Multiple Data（单指令多数据）。该指令集有Intel为Pentium III研发，是为了提高处理浮点运算性能而开发的指令集，有70条指令，包括50条SIMD浮点运算指令用于提升3D图形运算效率、12条MMX整数运算增强指令和8条优化内存中连续数据块传输指令。这些指令有利于优化图像处理、浮点运算、3D运算和多媒体处理等运算的性能。 3DNow!：3DNow!指令集由AMD开发，有21条扩展指令。3DNow!指令集主要针对三维建模、坐??变换和效果渲染等3D数据处理。 SSE2：SSE2指令集是比SSE更加先进的指令集，共包含144条指令，由两个部分组成：SSE主要负责处理浮点数，MMX主要负责处理整数计算。SSE2的寄存器容量是MMX的两倍，寄存器存储的数据也是MMX的两倍。SSE2可以向下兼容MMX，经由MMX进行优化的程序可以继续由SSE2进行进一步的优化。 SSE3：SSE3是在SSE2的基础上开发的，相比SSE2增加了13个SIMD指令，主要目的在于改进线进程同步和媒体、游戏等特殊应用程序领域。其中定义了超线程性能增强作为其中的一部分，可以提升处理器的超线程处理能力，使得处理器更快地进行并行数据处理。 SSE4：SSE4是Intel自SSE2以来最大的改进，包括了从多媒体应用到高性能计算领域的应用，以及使用一些专用电路进行特定应用的加速。SSE4增加了47条指令，改进了整数型和浮点型计算、支持DWORD和QWORD操作、新的单精度FP操作、快速寄存器操作和面向寄存器的内存操作等。 2、MMX/SSE2指令集剖析 2.1、媒体扩展指令MMX Intel的MMX指令是Intel IA系列指令的扩展，使用了单指令多数据技术（SIMD），以并行方式处理多个数据元素。MMX扩展指令集新增了57条指令和一种64位的4字数据，作为成组的数据可供MMX指令操作。一个64位数据类型可以包含8个字节、4个字、两个双字或者一个4重字类型，这样一条MMX指令即可以同时处理2/4/8个数据单元。为了适应这样的数据，MMX增加了8个64位寄存器（MM0~MM7），仅有MMX指令可以按寄存器名称直接访问。 MMX针对8~32位数据元素的处理性能进行了改善，一个MMX指令可以处理8个字节，一个时钟周期内完成两条指令，即一个时钟周期可以处理16个字节。此外，MMX技术为其他功能释放了额外的处理器周期，更小的处理器占用率可以实现更高程度的并发。 一、MMX指令集简介： MMX指令集从功能上可以分为8类：数据传送指令、算术运算指令、比较运算指令、类型转换指令、扩展压缩数据指令、逻辑运算指令、移位运算指令、状态清除指令。指令列表如下： 在以上指令中，除了EMMS指令外，都涉及两个操作数，即源操作数和目标操作数，指令中源操作数在右，目标操作数在左。目标操作数可作为第二个源操作数进行操作，指令结束后被运算结果所覆盖 1)、数据转移指令： 数据转移指令实现MMX寄存器同内存单元之间，以及MMX寄存器同通用寄存器之间的双向数据传递功能。 MOVD：转移32位（4字节）数据；MOVQ：转移64位（8字节）数据。 2)、算数运算指令： 算数运算指令对打包的数据类型实现加法、减法、乘法和乘加操作。 在介绍算术运算指令前，先简要介绍一下所谓的“环绕模式”和“饱和模式”。所谓环绕模式，就是当一个数据单元的数据达到最大值（比如一个字节的值为255）时，如果继续对其加1，那么该字节的数据将变为0，进位将被忽略。饱和模式则对数据的溢出进行了限制，根据有符号或者无符号类型，将运算后的结果限制在数据类型规定的范围以内。 PADDB/PADDW/PADDD和PSUBB/PSUBW/PSUBD指令分别在环绕模式下对源和目标操作数进行有符号或无符号的相加和相减操作。每一组的三个指令分别对应字节型、字形和双字型数据。 PADDSB/PADDSW和PSUBSB/PSUBSW指令分别在有符号饱和模式下进行相加和相减操作。两个指令分别处理字节型和字型数据。 PADDUSB/PADDUSW和PSUBUSB/PSUBUSW指令分别在无符号饱和模式下进行相加和相减操作。两个指令分别处理