如何强制 NASM 将 [1 + rax*2] 编码为 disp32 + index*2 而不是 disp8 + base + index？

Question

为了有效地执行x = x*10 + 1，使用它可能是最佳选择

lea   eax, [rax + rax*4]   ; x*=5
lea   eax, [1 + rax*2]     ; x = x*2 + 1

3-component LEA has higher latency 在现代 Intel CPU 上，例如3 个周期与 Sandybridge 系列上的 1 个周期相比，因此 disp32 + index*2 比 SnB 系列上的 disp8 + base + index*1 快，即我们关心优化的大多数主流 x86 CPU。 （这主要只适用于 LEA，不 加载/存储，因为 LEA 运行在 ALU 执行单元上，而不是大多数现代 x86 CPU 中的 AGU。）AMD CPU 的 LEA 较慢，只有 3 个组件或scale > 1 (http://agner.org/optimize/)

但是 NASM 和 YASM 将通过对第二个 LEA 使用 [1 + rax + rax*1] 来优化代码大小，它只需要一个 disp8 而不是一个 disp32。 （寻址模式总是有一个基址寄存器或 disp32）。

即他们总是将reg*2 拆分为base+index，因为这对于代码大小来说从未如此糟糕。

我可以强制使用带有lea eax, [dword 1 + rax*2] 的 disp32，但这并不能阻止 NASM 或 YASM 拆分寻址模式。 NASM 手册似乎没有记录在比例因子上使用the strict keyword 的方法，并且[1 + strict rax*2] 没有组装。 有没有办法使用strict 或其他语法来强制对寻址模式进行所需的编码？

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nasm -O0 禁用优化不起作用。显然，它只控制多通道分支置换优化，而不是 NASM 所做的所有优化。当然，您首先不想对整个源文件执行此操作，即使它确实有效。我还是得到了

8d 84 00 01 00 00 00    lea    eax,[rax+rax*1+0x1]

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我能想到的唯一解决方法是使用db 手动对其进行编码。这很不方便。作为记录，手动编码是：

db 0x8d, 0x04, 0x45  ; opcode, modrm, SIB  for lea eax, [disp32 + rax*2]
dd 1                 ; disp32

比例因子在 SIB 字节的高 2 位中编码。我组装了lea eax, [dword 1 + rax*4] 以获得正确寄存器的机器代码，因为NASM 的优化只适用于*2。 SIB 是0x85，减少字节顶部的 2 位字段会将比例因子从 4 减少到 2。

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但问题是：如何以一种易于阅读的方式编写它，使更改寄存器变得容易，并让 NASM 为您编码寻址模式？（我想一个巨大的宏可以通过文本处理和手动db 编码来做到这一点，但这并不是我正在寻找的答案。我现在实际上不需要这个，我主要想知道 NASM 或 YASM 是否有语法来强制这个.)

我知道的其他优化，比如 mov rax, 1 组装成 5 字节 mov eax,1 在所有 CPU 上都是纯粹的胜利，除非你想要更长的指令来获得没有 NOP 的填充，and can be disabled 和 mov rax, strict dword 1 以获得7 字节符号扩展编码，或 strict qword 用于 10 字节 imm64。

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gas 不执行此操作或大多数其他优化（仅立即数和分支位移的大小）：lea 1(,%rax,2), %eax 组装为
8d 04 45 01 00 00 00 lea eax,[rax*2+0x1]，.intel_syntax noprefix 版本相同。

不过，MASM 或其他汇编程序的答案也会很有趣。

Answer 1

NOSPLIT:

同样，NASM 会将[eax*2] 拆分为[eax+eax]，因为这样可以不存在偏移字段并节省空间；事实上，它还会将[eax*2+offset] 拆分为[eax+eax+offset]。
您可以使用NOSPLIT 关键字来对抗这种行为：[nosplit eax*2] 将强制[eax*2+0] 成为按字面意思生成。
[nosplit eax*1] 也有同样的效果。以另一种方式，也可以使用拆分 EA 表单[0, eax*2]。但是，[nosplit eax+eax] 中的NOSPLIT 将被忽略，因为这里的用户意图被视为[eax+eax]。

lea eax, [NOSPLIT 1+rax*2]
lea eax, [1+rax*2]

00000000  8D044501000000    lea eax,[rax*2+0x1]
00000007  8D440001          lea eax,[rax+rax+0x1]