基于MMX指令集的程序设计简介
MMX技术简介Intel 公司的MMX™(多媒体增强指令集)技术可以大大提高应用程序对二维三维图形和图象的处理能力。Intel MMX技术可用于对大量数据和复杂数组进行的复杂处理,使用MMX技术可处理的数据基本单位可以是字节(byte)、字(word),或者是双字(double-word)。
Visual Studio .NET 2003提供了对MMX指令集特性的支持,从而可以不必编写汇编代码,直接使用C++代码就可以实现MMX指令的功能。通过参考Intel软件说明书(Intel Software manuals)[1]以及阅读MSDN中有关MMX编程技术的主题会使你更好地把握MMX编程的要点。
MMX技术实现了单道指令多道数据流(SIMD,single-instruction, multiple-data)的执行模式。考虑下面一个需要编程完成的任务,在一个字节(BYTE)数组中使其中每一个元素加上一个数,在传统的程序中,实现这个功能的算法如下:
for each b in array //对数组中的每一个元素b
b = b + n //加上一个数n
下面看看它的实现细节:
for each b in array //对数组中的每一个元素b
{
把b加载到寄存器中
把此寄存器中的数加上n
把所得寄存器中的结果放回内存
}
具有MMX指令集支持的处理器有八个64位的寄存器,每一个寄存器可以存放8个字节(byte)、4个字(word)或2个双字(double-word)。MMX技术同时提供了一个MMX指令集,其中的指令可以可以把一个数值(其类型可以是字节、字或双字)加载到这些MMX寄存器中,在寄存器中进行算术或逻辑运算,然后把寄存器中的结果放回内存存储单元。上面的例子采用MMX技术后的算法是这样的:
for each 8 members in array //把数组中的8个字节(其中一个字节为数组中的一个单位)作为一组取出
{
把这8个字节加载到MMX寄存器中
通过一个CPU指令执行周期把这个寄存器中的8个字节都加上n
把寄存器中计算的结果写回内存
}
C++编程人员不必直接使用MMX指令集中的指令访问这些MMX寄存器。你可以使用64位的数据类型__m64和一系列C++函数来进行相关的算术和逻辑运算。而决定程序使用哪个MMX寄存器以及代码优化是C++编译器的任务。
Visual C++ MMXSwarm [4]是MSDN中提供的一个很好的使用MMX技术进行图象处理的例子,它包含了一些封装好了的类简化了使用MMX技术的操作,并向你展示了对各种不同格式图象进行处理的操作(如单色24位象素RGB、32位象素RGB等)。本文只是对使用Visual C++实现MMX程序设计的简单介绍。如果你感兴趣的话,可以参看MSDN上MMXSwarm的例子。
补充:Jsp教程,面向对象编程