Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual

CONTENTSB.7.4.3B.7.4.4B.7.4.5B.7.4.6B.7.5B.7.5.1B.7.5.2B.7.5.3B.7.5.4B.7.5.5B.7.6B.7.6.1B.7.6.2B.7.6.3B.7.7B.7.7.1B.7.7.2B.7.7.3B.7.8B.7.9B.7.9.1B.7.9.2B.7.9.3B.7.10B.7.10.1B.7.10.2PAGEPartial Register Stalls. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-54Partial Flag Stalls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-55Bypass Between Execution Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-55Floating Point Performance Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-55Memory Sub-System - Access Conflicts Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-56Loads Blocked by the L1 Data Cache. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-564K Aliasing and Store Forwarding Block Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-56Load Block by Preceding Stores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-56Memory Disambiguation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-57Load Operation Address Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-57Memory Sub-System - Cache Misses Ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-57Locating Cache Misses in the Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-57L1 Data Cache Misses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-58L2 Cache Misses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-58Memory Sub-system - Prefetching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-58L1 Data Prefetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-58L2 Hardware Prefetching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-58Software Prefetching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-59Memory Sub-system - TLB Miss Ratios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-59Memory Sub-system - Core Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-60Modified Data Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-60Fast Synchronization Penalty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-60Simultaneous Extensive Stores and Load Misses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-60Memory Sub-system - Bus Characterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-61Bus Utilization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-61Modified Cache Lines Eviction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .B-61APPENDIX CINSTRUCTION LATENCY AND THROUGHPUTC.1 OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-1C.2 DEFINITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-2C.3 LATENCY AND THROUGHPUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-3C.3.1 Latency and Throughput with Register Operands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-3C.3.2 Table Footnotes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .C-25C.3.3 Latency and Throughput with Memory Operands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .C-26APPENDIX DSTACK ALIGNMENTD.1 STACK FRAMES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-1D.1.1 Aligned ESP-Based Stack Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-3D.1.2 Aligned EDP-Based Stack Frames. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-4D.1.3 Stack Frame Optimizations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-6D.2 INLINED ASSEMBLY AND EBX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-7APPENDIX ESUMMARY OF RULES AND SUGGESTIONSE.1 ASSEMBLY/COMPILER CODING RULES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E-1E.2 USER/SOURCE CODING RULES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E-7E.3 TUNING SUGGESTIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E-11xiii