什么是部分旗帜失速？

Question

我刚检查了这是彼得·科德斯的回答，他说，

当读取标志时会出现部分标志暂停，如果它们发生在任何情况下。P4从来没有部分标志档，因为它们从来不需要合并。相反，它有错误的依赖关系。有几个答案/评论混淆了术语。他们描述了一个错误的依赖关系，但又称它为部分标志失速.这是一个减速，因为只写了一些标志，但术语“部分标志失速”是发生在之前的SnB英特尔硬件，当部分标志写必须合并。英特尔SnB-家庭CPU插入一个额外的uop，以合并标志，没有拖延。Nehalem和早期失速~7个周期。我不知道AMD CPU的罚款有多大。

我还不明白什么是“部分旗帜失速”。我怎么知道发生了什么？除了有时读取标志之外，是什么触发了事件？合并标志是什么意思？在什么情况下，“一些标志被写入”，但不发生部分标志合并？要了解国旗摊位，我需要了解些什么？

Answer 1

修改uop的标志只能更新标志寄存器的一部分。RAT有一个标志/e标志/r标志寄存器的条目和一个掩码，该掩码显示由uop更改的标志，该标志导致条目指向要分配的物理寄存器。如果出现一系列读和写相同标志的指令，则为每个写指定一个单独的物理寄存器，并且每个读都使用以前的物理寄存器。在这些寄存器中将写入该标志和所有其他标志将是清楚的。这就是为什么当前的物理寄存器不能被使用时，从一个不同的标志，而不是在掩码中没有在旗子老鼠的入口，因为它将读取一个明确的位，而不是真正的状态的标志，已被抛出。在旧的微体系结构上，会出现延迟，直到标志寄存器的状态在RRF中有效(等待每个标志设置uop在其之前的uop退出，以插入它们在RRF标志寄存器中设置的位，其中每个uop被检查以知道它使用/更改的体系结构寄存器，这是一种比x86宏更容易解释的格式)。

在使用PRF方案(SnB以后)的微体系结构上，当没有专用的RRF寄存器时，需要一个合并uop来保持一个统一的标志寄存器，否则退休的用户将指向一个没有意义的物理寄存器，其中只有一个标志在其中。合并uop发生在修改指令(如inc或dec )的每个部分标志之后。add修改所有6个状态标志，因此不需要合并uop。我认为这可能意味着状态、控制和系统标志在PRF方案上分别重命名，因为add不需要合并uop。显然，CF标志是重命名为SPAZO群集。

部分注册档类似。ah (都是在写入ax、eax或rax以指向同一个寄存器时更新的)。它只需要2来表示，因为只有2个互斥寄存器。如果在先前对一个较小寄存器的写入退出之前从eax读取，则分配程序将暂停(因为ROB条目不能对同一个操作数有2个依赖项)，直到完全寄存器出现在RRF中，然后将两个条目重命名为RRF寄存器以用于rax。

在以后使用PRF方案的微体系结构中，这是很困难的，因为不再保留用于rax的单个RRF。因此，需要使用合并uop，这也恰好比以前的微体系结构的失速方法更快。

合并uop实现

1. 合并uop的一个实现可能是在每次写入部分标志/寄存器之前插入它，合并uop在将其全部写入新的物理寄存器之前从完全寄存器/标志寄存器中读取。然后，为写入分配相同的寄存器，这将导致写入自然地合并到。然后，下面的读取可以读取寄存器/任何标志的任何部分。这基本上在每个部分标志写入指令和一个先前标志写入指令(部分或完全)之间以及在每个部分寄存器写入和先前(完全/部分)写入寄存器之间建立了一个依赖链。在这种情况下，老鼠从来没有部分重命名。
2. 它可以在写入部分寄存器之后立即分配。合并uop接受以前的物理寄存器(它始终是一个完整的rax/eax写入，或者在使用标志的情况下，一个完整的状态标志更新，比如由add或合并uop完成的更新)和新的物理寄存器，并将它们组合到新的物理寄存器中。这意味着分配程序插入了它。如果由解码器插入，则当先前的鼠指针未知时，分配器可以在不同的周期中分配该uop。
3. 它可以在读取之前立即分配，读取器在大鼠中具有统一状态。这意味着大鼠将rax/eax分别追踪到ax、al和ah。在这种情况下，需要合并的2个物理寄存器是从大鼠中提取的。

优化手册意味着它是后两个场景之一，“合并uop发生在每个部分寄存器写入之后”(即写入ax、al或ah、eax)。