在x86-32汇编中，“lea eax，[ebx + eax]”和“add eax，ebx”的区别是什么？

Question

GCC为我生成了一些汇编代码，在其中有这样一条语句：

lea eax, [ebx+eax]

（英特尔语法） 只是好奇，那和这个有什么区别：

add eax, ebx

你好！这段内容涉及到IT技术，其中eax和ebx分别用来存储函数的返回值。

mov eax, DWORD PTR [ebp+8]
mov DWORD PTR [esp], eax 
call CALC1
mov ebx, eax.
mov eax, DWORD PTR [ebp+8]
mov DWORD PTR [esp], eax
call CALC2
lea eax, [ebx+eax]

- Skeen

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可能是LEA指令还是ADD指令？的重复问题。 - Ciro Santilli OurBigBook.com

@PeterCordes 感谢提供的信息。如果没有一个答案是正确的，我建议您回答该问题，评论错误的答案（看起来您已经这样做了），并评论问题，希望OP会更改接受（不太可能）。我认为这不应影响此案例中的重复方向：那个问题只有更多的赞成票。这也是一个让您获得声望的好机会，因为它具有“创造正义”的效应 :-) - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 1

有一个立即显著的差异是，lea指令不会影响标志位，而add指令会。

如果没有看到其余汇编代码，很难确定这是否相关。它可能只是GCC代码生成器的副产品（即实际上可能为更一般的情况生成代码或仅使用lea作为更灵活的add）。

- NPE

Answer 2

您可以将结果放入除EAX之外的另一个寄存器中，例如lea edx, eax + ebx。 add无法实现此功能。 lea还可以有第三个操作数，例如lea eax, ebp + esi + 12，这使它成为add指令更方便的替代品。

您还可以将某些（字长）乘法操作与其组合使用，例如lea eax, ebp + eax * 8。

更不用说它更好地描述了意图 :)

- Sedat Kapanoglu

Answer 3

就数字结果而言，没有区别。

然而，指令的意义远不止存储在目标寄存器中的实际结果:

1. 正如aix所指出的，lea不会根据加法的结果设置标志。这在指令调度方面偶尔是有用的。

2. 在某些微架构（早期Atom核心）上也存在时间差异；具体来说，在算术单元和地址生成单元之间转发结果时存在停顿，根据上下文使用add或lea可以消除这些（非常小的）停顿。

- Stephen Canon

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在一些旧的英特尔处理器中，lea 指令可能比 add 指令慢得多。不确定现在的处理器是否仍然如此，但怀疑这种情况已经不再存在了。 - Brian Knoblauch

在AMD的Athlon及以后的处理器中，使用LEA指令可能会有益处 - 实际上这是一种通过寻址引擎而不是ALU来处理的方式，可以挤出另一个并行操作。 - FrankH.

@Brian：是的，就我所知，当前英特尔处理器上这两种操作都是单周期操作（尽管在某些处理器上可以同时发出更多的“add”指令）。 - Stephen Canon

@FrankH：LEA 在英特尔（Haswell：p1/p5 用于简单操作，3 组件或 RIP 相关的操作只使用 p1。PII/PIII 只使用 p0）和 AMD CPU（Bulldozer 家族中的 EX0/1）的 ALU 上运行。我甚至检查了 P4，它在与 ADD 相同的 ALU 端口上运行 LEA。但是，Via Nano2/3000 在其存储地址端口上运行 LEA，而在 I1/I2 整数 ALU 上运行 ADD。Agner Fog 的表格 表明，LEA 对其他端口具有“额外的延迟”，这听起来像 Stephen 关于 Atom 的说法（它也在 AGU1 上运行 LEA，而不是 ALU0/1）。然而，Silvermont 就像其他 OOO 芯片一样，在 ALU 上运行 LEA。 - Peter Cordes

@PeterCordes：没错，我在答案中写的只适用于早期的Atom核心（Bonnell/Saltwell）。Silvermont更加现代化。 - Stephen Canon

当然。我并不是在批评你的回答，只是针对FrankH的回复（以及https://dev59.com/YG015IYBdhLWcg3w6QA0上的回答）。Atom和Silvermont是非常不同的架构。有趣的事实是：K8和K10在它们的AGU中运行（复杂的）LEA。你的第二点帮助理解了Agner Fog表格中关于在AGU和ALU之间转发结果需要更长时间的注释。（我甚至还没有阅读他的微体系结构pdf中的Atom部分，但那里可能提到了。） - Peter Cordes