Assembly 寄存器一次可以保存多个值吗？

在64位x86寄存器的情况下，如果一个值的大小足够小，以至于一个寄存器可以容纳多条指令，那么在同一寄存器中一次可以容纳多个值吗？例如，将两个32位整数装入一个寄存器。如果可能的话，这会是一件坏事吗？我一直在读寄存器的书，对这个概念我很陌生。

寄存器不倾向于保存指令，而是保存要由指令处理的数据

然而，如果您想将指令存储为数据，我相信最长的x86指令大约是15个字节，或120位。所以，不，它不能装入单个64位寄存器

就在单个寄存器中保存多个数据值而言，这当然是可能的。这甚至得到了硬件的支持，即使是最早的x86芯片也有

ah

和

al

，它们共同构成了

ax

寄存器

---

即使没有这一点，您也可以通过使用逐位操作（如

和
，
或
，
非
和
异或
和
异或
以及位移位操作（如
shl
，
shr
，
rol
）将“子寄存器”插入/从寄存器中提取.
寄存器不包含指令，但我假设您的意思是将多个值装配到一个寄存器中，这样您就可以用一条指令同时添加它们


是的，在x86-64上称为，SSE2（数据流单指令多数据扩展指令集）保证可用，因此您有16个不同的16字节寄存器（xmm0..15）。还有一些指令可以对字节、字、dword和qword操作数大小进行4x 32位浮点、2x 64位双精度、压缩整数的压缩FP add/sub/mul/div/sqrt/cmp/等操作

（有一些间隙；SSE2不是非常正交，例如，最窄的移位是16位，压缩最小值/最大值仅适用于某些尺寸。其中一些间隙由SSE4.1填补）

以及元素宽度不相关的位布尔值（直到带有掩码寄存器的AVX512…）

看
p..
指令，如
paddw
是压缩整数
..ps
和
pd
是浮点压缩单精度或压缩双精度

编译器经常使用SSE/SSE2指令，如将内存归零或复制为16字节块，以及对数组上的循环进行“矢量化”（使用SIMD计算）。GCC 7或8以及更高版本都知道如何使用RAX将相邻结构成员或数组元素的加载/存储合并为标量加载或存储

e、 g.数组的这个和：

int sumarr(const int *arr)
{
    int sum = 0;
    for(int i=0; i < 10240; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    return sum;
}

矢量化有点像并行化，对于这样的缩减（将数组求和为标量）需要关联操作。e、 g.FP版本只能使用
-ffast math
或OpenMP进行矢量化


在像RAX这样的通用寄存器中，没有在字节边界之间不进位的情况下进行SIMD加法的指令（就像这样），它被称为SWA（寄存器中的SIMD）

在过去，这种技术在没有适当的SIMD指令集（如Alpha或MIPS64）的ISA上更有用。但这仍然是可能的，SWAR技术可以作为popcount的一部分，而不使用
popcnt
指令，例如，屏蔽每一位并进行移位，这样就可以有效地对2位累加器进行32个单独的加法（不能互相溢出）

图中所示的popcnt bithack就是这样做的，先扩展到4位计数器，然后扩展到8位，然后使用乘法移位，再加上4个不同的移位，生成高字节的和。
对不起，是的，你说得对，我将编辑这个问题。但不管怎样，它们能同时保存多个不同的数据值吗？这取决于您如何看待它。它们只存储一定数量的位。这些位对您意味着什么，如果您将它们解释为1个值、2个值，或者甚至64个独立的值（1位标志），则取决于您/您的程序。当然，是的。一个64位寄存器可以容纳64个不同的布尔值。都是二进制数据。是的，将多个值打包到一个寄存器中是很常见的。mmx和xmm（包括ymm和zmm）寄存器是专门为此设计的。64位寄存器包含64位、64项，这64位的含义完全由程序员所有，处理器不知道。因此，在一个值和64之间的任何位置都可以保存一个64位寄存器。处理内存的速度较慢，因此在寄存器中保存两个32位值可能会更快，从内存中读取64位比读取两个32位项快（尽管x86开销通常会掩盖这一点）。同时，需要更多的指令来维护寄存器中的多个项。一般来说，x86具有RAX/EAX/AX/AH/AL功能，可以帮助但不能完全解决此问题。因此，这是一种权衡。对于x86，尝试这样做通常没有好处。也许是其他架构。具体取决于要解决的问题。一个包含多个字段的结构，只要其总大小为64位或更少，就可以完全放在一个寄存器中。
sumarr:
        lea     rax, [rdi+40960]            # endp = arr + size
        pxor    xmm0, xmm0
.L2:                                        # do {
        movdqu  xmm2, XMMWORD PTR [rdi]        # v = arr[i + 0..3]
        add     rdi, 16                        # p += 4
        paddd   xmm0, xmm2                     # sum += v  // packed addition of 4 elements
        cmp     rax, rdi
        jne     .L2                         # }while(p != endp)
   ... then a horizontal vector sum ...
        MOVD eax, xmm0
        ret