Программная модель MMX

MMX-технология разработана для ускорения обработки данных мультимедиа и коммуникационных программ.

Наибольший эффект достигается при выполнении программ со следующими свойствами:

· малый размер данных (8‑ битные пикселы, 16‑ битные звуковые данные);

· короткие часто повторяющиеся циклы;

· частые умножения и накопления.

В основе обработки – принцип SIMD (обработка одной командой сразу нескольких единиц информации).

MMX-регистры отображены на регистры FPU (MM_i «ST_i) для сохранения совместимости (на мантиссы). Отображение фиксировано, не зависит от TOP (i указывает на физический номер регистра). Следовательно, нельзя смешивать код. Причем выходить из секции FPU следует с пустым регистровым стеком, а завершать секцию MMX следует очисткой MMX-контекста.

MMX-технология вводит 4 новых типа 64-разрядных данных:

· упакованные байты;

· упакованные слова;

· упакованные двойные слова;

· учетверенное слово.

MMX-технология вводит новую арифметику – арифметику с насыщением: в отличие от обычной арифметики (с циклическим переносом) когда в случае переполнения возвращаются только младшие биты результата, а старшие обрезаются, в режиме насыщения результат операции, выходящий за границу диапазона данных, насыщается до предельно возможного значения для используемого типа данных.

Система команд MMX включает следующие команды:

· арифметические команды (сложение, вычитание, умножение в разных форматах);

· команды сравнения (формируются маски из 0 и 1);

· команды преобразования (байты, слова, двойные слова и учетверенные слова);

· команды логических операций (над 64‑ разрядными операндами);

· команды сдвига (логические и арифметические сдвиги);

· команды переноса данных (память-регистр, регистр-память и регистр-регистр);

· очистка контекста (все поля регистра тэгов забиваются значениями 11₂).

Инструкции MMX имеют сложный формат, который включает:

· префикс P (Packed), указывающий на обработку данных в упакованном формате;

· код операции;

· суффикс, указывающий тип насыщения: US (Unsigned Saturation) – насыщение беззнаковое, S (Signed Saturation) – насыщение знаковое;

· суффикс, указывающий тип данных: B – упакованные байты, W – упакованные слова, D – упакованные двойные слова, Q – учетверенное слово.

Если типы входных и выходных данных инструкции отличаются (например, при преобразовании), то команда имеет два суффикса.

Для команд пересылки данных источник и приемник могут находиться в памяти, целочисленных регистрах и регистрах MMX. Для всех остальных инструкций источник может быть и непосредственным операндом, а операнд-приемник – всегда регистр MMX.

Инструкции MMX не влияют на флаги условий. Исключения при выполнении команд MMX могут возникать при нарушении границ в обращениях к памяти.