x86 汇编习语答案

【问题标题】：x86 assembly idiomsx86 汇编习语
【发布时间】：2011-02-08 12:16:12
【问题描述】：

我一直在努力掌握 x86 汇编语言，并想知道是否存在与 movl $1, %eax 相当的快捷方式。那时我认为列出该语言中经常使用的习语可能是个好主意。

这可能包括优先使用xorl %eax, %eax 而不是movl $0, %eax，或testl %eax, %eax 而不是cmpl $0, %eax。

哦，请在每个帖子中发布一个示例！

【问题讨论】：

movl $1, %eax 非常快速和简短。在某些处理器上，xorl %eax, %eax 实际上比movl $0, %eax 慢。在其他情况下，incl %eax 比 addl $1, %eax 慢。如果你在 2010 年遇到了编写汇编的麻烦，你应该知道你正在编写什么架构，然后选择你的“方言”（与语言隐喻保持一致）。
@Pascal Cuoq，您能否解释一下影响这种性能差异的因素是什么？我对incl %eax 比addl $1, %eax 慢感到特别困惑。此外，如果您能指出一些详细说明此类行为的链接，我将不胜感激！
对于 2010 年 xor eax 中的所有 x86 架构，eax 更快或等效，无论如何它更短。看看stackoverflow.com/questions/1396527/…。这几乎是自 486 年以来的事了。
投票结束太广泛了。提到的个别例子已经在其他帖子中提出。

标签： assembly x86 idioms

【解决方案1】：

关于除以不变量整数的最早参考，不仅仅是逆乘法，这里是： Torbjörn Granlund of The Royal Institue of Technology in Stockholm。查看他的出版物

【讨论】：

【解决方案2】：

你不妨看看如何在汇编中进行优化。然后你必须问你在优化什么：大小还是速度？无论如何，这是我的“成语”，替代xchg：

xor eax, ebx
xor ebx, eax
xor eax, ebx

【讨论】：

警告： 如果 eax == ebx - 两者都将归零！
你确定吗？ 42 ^ 42 = 0 ; 42 ^ 0 = 42 ; 0 ^ 42 = 42

【解决方案3】：

这是另一个有趣的“成语”。希望每个人都知道，即使与乘法相比，除法也是一个很大的时间槽。使用一点数学，可以乘以常数的倒数而不是除以它。这超出了 shr 技巧。例如，除以 5：

mov eax, some_number
mov ebx, 3435973837    // 32-bit inverse of 5
mul ebx

现在 eax 已除以 5 而不使用慢速 div 操作码。这是从http://blogs.msdn.com/devdev/archive/2005/12/12/502980.aspx盗取的除法无耻有用常量列表

3   2863311531
5   3435973837
7   3067833783
9   954437177
11  3123612579
13  3303820997
15  4008636143
17  4042322161

对于不在列表中的数字，您可能需要事先进行移位（除以 6，shr 1，然后乘以 3 的倒数）。

【讨论】：

【解决方案4】：

在循环中...

  dec     ecx 
  cmp     ecx, -1       
  jnz     Loop

是

  dec     ecx  
  jns     Loop

更快更短。

【讨论】：

循环 .Loop 不是更简单吗？
@Hasan Saad：可以，但 ti 较慢，不推荐在 x86 中使用循环。
非常感谢 :) 我对此一无所知，因此感谢您提供的信息。高度赞赏:)

【解决方案5】：

扩展我的评论：

对于像 Pentium Pro 这样的普通处理器，xorl %eax, %eax 似乎依赖于%eax，因此必须等待该寄存器的值可用。后来的处理器实际上有额外的逻辑来识别该指令没有任何依赖关系。

指令incl 和decl 设置了一些标志，但保持其他标志不变。如果出于指令重新排序的目的将标志建模为单个寄存器，这是最糟糕的情况：任何在incl 或decl 之后读取标志的指令都必须被视为取决于incl 或decl（如果它正在读取该指令设置的标志之一）以及设置标志的前一条指令（如果它正在读取该指令未设置的标志之一）。一个解决方案是将标志寄存器分成两部分，并考虑与这种更细粒度的依赖关系......但 AMD 有一个更好的主意，并将这些指令完全从他们几年前提出的 64 位扩展中删除。

关于链接，我在英特尔手册中发现了这一点

【讨论】：

【解决方案6】：

不知道这是否算作成语，但在 i7 之前的大多数处理器上

movq xmm0, [eax]
movhps xmm0, [eax+8]

或者，如果 SSE3 可用，

lddqu xmm0, [eax]

从未对齐的内存位置读取比

更快

movdqu xmm0, [eax]

【讨论】：

【解决方案7】：

另一个（除了xor）用于

mov eax, 0   ; B800000000h

是

sub eax, eax ; 29C0h

理由：更小的操作码

【讨论】：

【解决方案8】：

使用 SHL 和 SHR 进行 2 的乘/除

【讨论】：

它也可以扩展到其他数字。例如，y*320 = (y << 8) + (y << 6)。不过，这可能并不总是比简单的乘法更快。取决于您的处理器。

【解决方案9】：

使用LEA 表示例如乘法，例如：

lea eax, [ecx+ecx*4]

对于 EAX = 5 * ECX

【讨论】：

顺便说一句：这在 NetBurst 上很慢，因为英特尔移除了桶形移位器以便能够获得更高的时钟速度。具有讽刺意味的是，在 P4 面世时，这仍然记录在英特尔的优化手册中。
感谢您的评论。速度。我意识到成语不一定与优化相同。然而，作为一个习语，我认为 LEA 已被广泛（ab）使用。
嗯，它是一种优化。它甚至被英特尔官方推荐。只是，在官方推荐了 15 年之后，他们突然发布了一个新的 CPU，它的速度很慢，因此本质上需要重新编译 每个曾经编写的程序。值得庆幸的是，NetBurst 死得快而痛苦，并且所有当前的微架构都是 Pentium III 的演进，而不是 Pentium4，因此所有当前的 CPU 再次具有桶形移位器。基本上，自 80385 以来的所有 Intel CPU 和所有 Athlon 都有它，只有 Pentium4 没有。

【解决方案10】：

在 x64 上：

xor eax, eax

为

xor rax, rax

（第一个也隐式清除了rax的上半部分，但操作码更小）

【讨论】：