Assembly 将CPU寄存器中的所有位有效设置为1

要清除所有位，您通常会看到异或eax、eax中的异或。对相反的人也有这样的把戏吗

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我所能想到的就是用一条额外的指令来反转零。

对于大多数具有固定宽度指令的体系结构，答案可能是一条无聊的单指令

mov

，即符号扩展或反转立即数，或mov lo/high对。e、 g.在手臂上，

mvn r0，#0

（不移动）。请参阅x86、ARM、ARM64和MIPS的gcc asm输出。IDK任何关于zseries asm或机器代码的信息

在ARM中，

eor r0、r0、r0

明显低于mov立即测试。它取决于旧值，没有特殊情况处理。内存依赖顺序规则同样适用于大多数其他具有弱顺序内存的RISC ISA，但对于

内存_顺序_消耗

（在C++11术语中）不需要障碍

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x86 xor归零是一种特殊的方法，因为它的指令集长度可变。 从历史上看，8086

xor ax，ax

之所以直接快是因为它很小。由于这个习惯用法被广泛使用（归零比所有的都普遍），CPU设计人员给了它特殊的支持，现在

xor eax，eax

比英特尔Sandybridge系列和其他一些CPU上的

mov eax，0

更快，即使不考虑直接和间接的代码大小影响。看看我能挖掘到的微体系结构优势

如果x86有一个固定宽度的指令集，我想知道

mov reg，0

是否会得到像xor调零那样多的特殊处理？也许，因为在编写low8或low16之前打破依赖关系很重要

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最佳性能的标准选项：

• mov eax，-1

  ：5个字节，使用

  mov r32、imm32

  编码。（不幸的是，没有迹象扩展mov r32、imm8）。在所有CPU上都有出色的性能。r8-r15为6字节（REX前缀）

• mov-rax，-1

  ：7个字节，使用

  mov r/m64，sign-extended-imm32

  编码。（不是REX.W=1版本的

  eax

  版本。这将是10字节

  mov r64，imm64

  ）。在所有CPU上都有出色的性能

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节省一些代码大小的奇怪选项通常以牺牲性能为代价：

• 异或eax，eax

  /

  dec rax

  （或

  非rax

  ）：5个字节（4个字节代表32位

  eax

  ）。缺点：前端有两个UOP。仍然只有一个未使用的域uop用于最新Intel上的调度程序/执行单元，其中在前端处理

  mov

  -immediate始终需要一个执行单元。（但整数ALU吞吐量很少成为可以使用任何端口的指令的瓶颈；额外的前端压力是问题所在）

• xor ecx，ecx

  /

  lea eax，[rcx-1]

  两个常量总共5个字节（6个字节用于

  rax

  ）：保留一个单独的调零寄存器。如果您已经想要一个归零寄存器，那么这几乎没有什么坏处

  lea

  可以在比大多数CPU上的mov r，i更少的端口上运行，但由于这是一个新依赖链的开始，CPU可以在它发出后的任何空闲执行端口周期中运行它
  如果使用

  mov reg，imm32

  执行第一个，使用

  lea r32，[base+disp8]

  执行第二个，则相同的技巧适用于附近的任意两个常量。disp8的范围为-128到+127，否则需要一个

  disp32

• 或eax，-1

  ：使用

  或r/m32符号扩展-imm8

  编码的3个字节（4个用于

  rax

  ）。缺点：错误地依赖于寄存器的旧值

• push-1

  /

  pop-rax

  ：3个字节。慢但小。仅推荐用于漏洞利用/代码高尔夫适用于任何sign-extended-imm8，与大多数其他产品不同
  缺点：
  • 使用存储和加载执行单元，而不是ALU。（在AMD推土机系列上，只有两个整数执行管道，但解码/发布/退出吞吐量高于此值，这在极少数情况下可能是一个吞吐量优势。但在未经测试的情况下不要尝试。）
  • 例如，存储/重新加载延迟意味着

    rax

    在Skylake上执行后约5个周期内无法准备就绪
  • （英特尔）：将堆栈引擎置于rsp修改模式，因此下次直接读取

    rsp

    时，它将采用堆栈同步uop。（例如，对于

    添加rsp，28

    ，或对于

    mov eax，[rsp+8]

    ）
  • 存储可能在缓存中丢失，从而触发额外的内存流量。（如果没有接触长循环中的堆栈，则可能）

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向量reg是不同的 将向量寄存器设置为具有pcmpeqd xmm0、xmm0的所有寄存器在大多数CPU上都是特殊情况，即依赖关系破坏（不是Silvermont/KNL），但仍然需要一个执行单元来实际写入这些寄存器

pcmpeqb/w/d/q

所有工作，但在某些CPU上

q

速度较慢

对于AVX2，与

ymm

等效的

vpcmpeqd ymm0、ymm0、ymm0

也是最佳选择

对于没有AVX2的AVX，选择不太明确：没有一种明显的最佳方法。编译器使用：gcc更喜欢加载带有

vmovdqa

的32字节常量，而较旧的clang使用128位

vpcmpeqd

后跟一个交叉通道

vinsertf128

来填充高半部分。较新的clang使用

vxorps

将寄存器归零，然后

vcmtrueps

将寄存器填充为零。这在道德上等同于

vpcmpeqd

方法，但需要

vxorps

来打破对先前版本寄存器和

vmptrueps