Bit Manipulation Instruction Sets

Bit Manipulation Instructions Sets (BMI) sind Befehlssatzerweiterungen für Mikroprozessoren von Intel und AMD.

Es gibt mehrere Untermengen von BMI: BMI1 und BMI2 von Intel, die mit der Intel-Haswell-Mikroarchitektur eingeführt wurden sowie ABM und TBM von AMD. ABM (Advanced Bit Manipulation) beinhaltet Instruktionen aus Intels SSE4.2 und BMI1, TBM (Trailing Bit Manipulation) ist eine Erweiterung von BMI1, die mit der Piledriver-Architektur eingeführt wurde.

Neue Instruktionen

ABM

Instruktion Beschreibung[1]
POPCNT Anzahl gesetzter Bits
LZCNT Anzahl führender Nullen

BMI1

Instruktion Beschreibung[2] Ausdruck in C[3]
ANDN AND NOT ~x & y
BEXTR Bitfeld extrahieren (src >> start) & ((1 << len)-1)[4]
BLSI Niedrigstes gesetztes Bit isolieren x & -x
BLSMSK Alle Bits bis zum niedrigsten gesetzten Bit setzen, alle höheren Bits löschen x ^ (x - 1)
BLSR Niedrigstes gesetztes Bit löschen x & (x - 1)
TZCNT Anzahl schließender Nullen —

BMI2

Instruktion Beschreibung
BZHI Alle höheren Bits ab dem angegebenen löschen
MULX Vorzeichenlose (unsigned) Multiplikation ohne Einfluss auf Flags (für RSA)[5]
PDEP Paralleler Bit-Deposit
PEXT Paralleler Bit-Extrakt
RORX Bitweise Rotation nach rechts ohne Einfluss auf Flags (für SHA)[5]
SARX Arithmetische Verschiebung nach rechts
SHRX Logische Verschiebung nach rechts
SHLX Logische Verschiebung nach links

TBM

Instruktion Beschreibung (englisch)[1] Ausdruck in C[6]
BEXTR Bitfeld-Extrakt (unmittelbarer Kontroll-Wert) (src >> start) & ((1 << len)-1)
BLCFILL Fill from lowest clear bit x & (x + 1)
BLCI Isolate lowest clear bit x | ~(x + 1)
BLCIC Isolate lowest clear bit and complement ~x & (x + 1)
BLCMASK Mask from lowest clear bit x ^ (x + 1)
BLCS Set lowest clear bit x | (x + 1)
BLSFILL Fill from lowest set bit x | (x - 1)
BLSIC Isolate lowest set bit and complement ~x | (x - 1)
T1MSKC Inverse mask from trailing ones ~x | (x + 1)
TZMSK Mask from trailing zeros ~x & (x - 1)

Einzelnachweise

  1. ↑ a b AMD64 Architecture Programmer's Manual, Volume 3: General-Purpose and System Instructions. (PDF) In: amd.com. AMD, Oktober 2013, abgerufen am 2. Januar 2014.
  2. ↑ Intel Advanced Vector Extensions Programming Reference. (PDF) In: intel.com. Intel, Juni 2011, abgerufen am 3. Januar 2014.
  3. ↑ bmiintrin.h from GCC 4.8. Abgerufen am 17. März 2014.
  4. ↑ Chess Programming BMI1. Abgerufen am 8. April 2014.
  5. ↑ a b Haswell Cryptographic Performance, Juli 2013
  6. ↑ tbmintrin.h from GCC 4.8. Abgerufen am 17. März 2014.
Befehlssatzerweiterungen der x86-Architektur (16 Bit; 32 Bit: IA-32; 64 Bit: x64)
Betriebsmodi

Real Mode • Protected Mode • Virtual 8086 Mode • System Management Mode • Long Mode • Compatibility Mode

Befehlssatzerweiterungen

x87 ⬝ PAE ⬝ NX ⬝ AMD64/Intel 64 (x64) ⬝ HTT ⬝ VT-x/AMD-V/VIA VT ⬝ 3DNow! ⬝ MMX ⬝ SSE ⬝ SSE2 ⬝ SSE3 ⬝ SSSE3 ⬝ SSE4 ⬝ SSE4a ⬝ SSE5 ⬝ F16C ⬝ AVX ⬝ CLMUL ⬝ AES-NI ⬝ FMA ⬝ TSX ⬝ BMI ⬝ MPX ⬝ SGX