Assembly 哪个2'；如果只需要结果的低位，则可以使用s补码整数运算，而无需将输入中的高位置零？

在汇编编程中，很常见的一种情况是，需要从寄存器的低位计算某些东西，而这些低位不能保证将其他位归零。在像C这样的高级语言中，您只需将输入转换为较小的大小，然后让编译器决定是否需要将每个输入的高位分别归零，或者是否可以在事后切掉结果的高位

这在x86-64（又名AMD64）中尤其常见，原因有多种1，其中一些存在于其他ISA中

我将使用64位x86作为示例，但目的是询问/讨论一般的无符号二进制算法，因为。（注意C和C++不保证两个互补，而有符号的溢出是未定义的行为。）< /P>

作为一个例子，考虑一个简单的函数，可以编译到<代码> LEA<代码>指令2中。（在x86-64 SysV（Linux）3中，前两个函数参数位于

rdi

和

rsi

中，在

rax

中返回的

int

是32位类型。）

gcc知道，即使是负符号整数的加法，也只能从右向左进行，因此输入的高位不会影响进入

eax

的内容。因此，

leaeax，[rdi+rsi*4+3]

还有哪些操作具有不依赖于输入高位的结果低位特性？ 为什么它会起作用

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脚注 1为什么经常出现这种情况： x86-64具有可变长度指令，其中额外的前缀字节会更改操作数大小（从32更改为64或16），因此在以相同速度执行的指令中通常可以保存字节。在写入寄存器的低8b或16b时（或稍后读取完整寄存器（Intel pre IvB）时暂停），它也有错误的依赖项（AMD/P4/Silvermont）：出于历史原因。几乎所有的算术和逻辑都可以在通用寄存器的低位8、16或32位以及全64位上使用。整数向量指令也是相当非正交的，有些操作对于某些元素大小不可用

此外，与x86-32不同，ABI在寄存器中传递函数参数，对于窄类型，高位不需要为零

2 LEA:与其他指令一样，的默认操作数大小为32位，但默认地址大小为64位。操作数大小前缀字节（

0x66

或

REX.W

）可以使输出操作数大小为16或64位。地址大小前缀字节（

0x67

）可以将地址大小减少到32位（64位模式）或16位（32位模式）。因此，在64位模式下，

leaeax[edx+esi]

比

leaeax[rdx+rsi]

多占用一个字节

可以执行

lea-rax、[edx+esi]

，但地址仍然只计算32位（进位不设置

rax

的32位）。使用

leaeax、[rdx+rsi]

可以获得相同的结果，即缩短两个字节。因此，地址大小前缀在

LEA

中永远不会有用，Agner Fog优秀的objconv反汇编程序反汇编输出中的注释警告了这一点

3 x86 ABI： 调用方不必将用于按值传递或返回较小类型的64位寄存器的上部归零（或符号扩展）。想要将返回值用作数组索引的调用方必须对其进行签名扩展（使用

movzx-rax、eax

，或eax指令的特例

cdqe

（不要与

cdq

混淆，后者将

eax

扩展为

edx:eax

，例如设置

idiv

）

这意味着返回

unsigned int

的函数可以在

rax

中以64位临时形式计算其返回值，并且不需要

rax

的

mov eax、eax

。这种设计决策在大多数情况下都很有效：调用方通常不需要任何额外的指令来忽略

rax

上半部分中的未定义位

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4 C和C++

C和C++特别不需要两个补二进制符号整数（除）。因此，对于完全可移植的C，这些技巧只对

无符号类型有用。显然，对于有符号操作，例如，在符号/幅度表示中设置符号位意味着减去其他位，而不是相加。我还没有研究过补语的逻辑

然而，这是因为实际上没有人关心其他任何事情。许多使用二的补码的东西也应该使用一的补码，因为符号位仍然不会改变其他位的解释：它只是有一个值-（2N-1）（而不是2N）。符号/幅值表示不具有此属性：根据符号位的不同，每个位的位置值为正或负

还请注意，C编译器可以假设签名溢出从未发生，因为它是未定义的行为。比如说。这使得在可与高位垃圾一起使用的C..
范围的操作中检测有符号溢出非常不方便：

位逻辑
左移（包括
[reg1+reg2*scale+disp]
中的
*scale
）
加法/减法（因此
LEA
指令：不需要地址大小前缀。如果需要，只需使用所需的操作数大小进行截断即可。）
乘法的下半部分。e、 g.16b x 16b->16b可以用32b x 32b->32b完成。您可以使用32位的imul r32、r/m32、imm32，然后只读取结果的低位16。（但是，如果使用
m32
版本，请小心使用更宽的内存引用。）

正如Intel的insn ref手册所指出的，2和3操作数形式
; int intfunc(int a, int b) { return a + b*4 + 3; }
intfunc:
    lea  eax,  [edi + esi*4 + 3]  ; the obvious choice, but gcc can do better
    ret

 0x801F
-0x9123
-------
 0xeefc

    *Warning*: This diagram is probably slightly bogus.


       ABCD   A has a place value of -2^3 = -8
     * abcd   a has a place value of -2^3 = -8
     ------
   RRRRrrrr

   AAAAABCD * d  sign-extended partial products
 + AAAABCD  * c
 + AAABCD   * b
 - AABCD    * a  (a * A = +2^6, since the negatives cancel)
  ----------
          D*d
         ^
         C*d+D*c