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x86汇编语言习惯用法

assemblyx86idioms
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我一直在努力掌握x86汇编语言，并想知道是否有一个类似于movl $1, %eax的简短等效方式。这时，我想到了频繁使用的习语列表可能是一个好主意。

这可能包括首选使用xorl %eax，%eax而不是movl $0，%eax，或者testl %eax，%eax与cmpl $0，%eax的比较。

哦，每个帖子请友好地发布一个例子！

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movl $1, %eax 很快且简短。在某些处理器上，xorl %eax, %eax 实际上比 movl $0, %eax 更慢。在其他处理器上，incl %eax 比 addl $1, %eax 更慢。如果您在2010年编写汇编代码，应该知道您正在为哪种架构编写并相应地选择您的“方言”（为了保持与语言的比喻）。 - Pascal Cuoq
@Pascal Cuoq，您能否解释一下影响这种性能差异的因素是什么？我特别困惑于incl %eax比addl $1, %eax慢。此外，如果您能指向一些详细说明这种行为的链接，我将不胜感激！ - susmits
对于2010年的所有x86架构，xor eax，eax更快或等效，在任何情况下都更短。请查看https://dev59.com/HXM_5IYBdhLWcg3wZSM6#1396552。这几乎是从486时代开始的。 - Gunther Piez
投票关闭，因为问题过于宽泛。已经有其他帖子提到了所提及的个别示例。 - Ciro Santilli OurBigBook.com
10个回答
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这里有一个很有趣的“习语”。希望每个人都知道，与乘法相比，除法需要更多的时间。使用一些数学知识，可以通过乘以常数的倒数来代替除法。这超出了 SHR 技巧。例如，要除以 5：

mov eax, some_number
mov ebx, 3435973837    // 32-bit inverse of 5
mul ebx
现在，通过不使用慢除法指令，eax已被除以5。以下是从http://blogs.msdn.com/devdev/archive/2005/12/12/502980.aspx中窃取的有用除数常量列表。
3   2863311531
5   3435973837
7   3067833783
9   954437177
11  3123612579
13  3303820997
15  4008636143
17  4042322161

对于列表中没有的数字，您可能需要在进行操作之前进行偏移（除以6，shr 1，然后乘以3的倒数）。

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在x64上：

xor eax, eax

对于

xor rax, rax

第一个指令也隐式地清除了 rax 的上半部分，但具有较小的操作码。

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使用LEA进行乘法运算，例如：

lea eax, [ecx+ecx*4]

对于 EAX = 5 * ECX

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顺便说一下，在NetBurst上这个速度极慢，因为英特尔为了能够获得更高的时钟速度而删除了移位寄存器。具有讽刺意味的是，当P4问世时，这仍然在英特尔的优化手册中有所记录。 - Jörg W Mittag
感谢您对速度的评论。我意识到习语并不一定等同于优化。然而，作为一种惯用语，我认为LEA已经被相当广泛地（滥）使用了。 - PhiS
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这是一种优化方式，并且甚至被英特尔官方推荐。只是在正式推荐了15年后，他们突然发布了一款运行该优化方式表现缓慢的新CPU，因此基本上需要重新编译曾经编写过的每个程序。值得庆幸的是，NetBurst很快就消亡了，当前所有微架构都是Pentium III的进化版本，而不是Pentium 4，所以所有现有的CPU都再次拥有Barrel Shifter。基本上，自80385以来，所有英特尔CPU和Athlon都具备它，只有Pentium4没有。 - Jörg W Mittag
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你可能会问如何在汇编中进行优化。然后你必须问自己，你要优化什么：大小还是速度？无论如何，这是我的 "惯用语"，可以替换 xchg：

xor eax, ebx
xor ebx, eax
xor eax, ebx
警告：如果eax == ebx，则两者都将被清零！ - LiraNuna
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你确定吗？42的42次方等于0；42的0次方等于42；0的42次方等于42。 - Sparafusile
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扩展我的评论：

对于像 Pentium Pro 这样的不加区分的处理器，xorl %eax，%eax 看起来似乎依赖于 %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那个指令没有任何依赖。

incl 和 decl 指令设置一些标志但保持其他标志不变。如果将标志建模为指令重新排序的单个寄存器，则情况最差：在 incl 或 decl 之后读取标志的任何指令都必须被视为依赖于 incl 或 decl（如果它正在读取该指令设置的标志之一），并且还依赖于先前设置标志的指令（如果它正在读取该指令未设置的标志之一）。解决方案是将标志寄存器分成两个，并考虑到这种更细粒度的依赖关系……但 AMD 有一个更好的想法，并从他们几年前提出的 64 位扩展中完全删除了这些指令。

关于链接，我在英特尔手册中发现了这个链接，但提供链接是无用的，因为它们在每六个月重新组织一次公司网站，或者在 Agner Fog 的网站上：http://www.agner.org/optimize/#manuals

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在循环中...

  dec     ecx 
  cmp     ecx, -1       
  jnz     Loop

is

  dec     ecx  
  jns     Loop

更快更简洁。
循环不是更简单吗？ - Hasan Saad
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@Hasan Saad：虽然可以使用循环，但它速度较慢，在x86中使用循环已经过时了。 - GJ.
我之前不知道这个，非常感谢你提供的信息。非常感激 :) - Hasan Saad
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使用SHL和SHR进行2的幂次方乘法/除法

它也可以扩展到其他数字。例如，y*320 = (y << 8) + (y << 6)。但这并不总是比简单的乘法更快，这取决于你的处理器。 - csl
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除了 xor 之外，还有另一种方法可以实现这个功能。

mov eax, 0   ; B800000000h

is 

sub eax, eax ; 29C0h

理由：更小的操作码

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不确定这是否算成语，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]

相较于从未对齐的内存位置读取，它们更快。

movdqu xmm0, [eax]
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