将低位字节从int复制到char的说明：只加载字节更简单？

我在读一本教科书，书中有一个练习，是基于C代码编写x86-64汇编代码

//Assume that the values of sp and dp are stored in registers %rdi and %rsi

int *sp;
char *dp;
*dp = (char) *sp;

答案是：

//first approach

movl (%rdi), %eax    //Read 4 bytes
movb %al, (%rsi)     //Store low-order byte

我能理解，但只是想知道我们能不能先做一些简单的事情：

//second approach

movb (%rdi), %al    //Read one bytes only rather than read all four bytes
movb %al, (%rsi)     //Store low-order byte

与第一种方法相比，第二种方法不是更简洁、更直接吗？因为我们只关心

%rdi

的较低字节，而对其较高的3个字节不感兴趣。第一种方法有点不明显（OP将问题从一个带有示例的更一般的问题改为一个非常具体的问题，这或许可以解释为什么这个答案看起来很有趣。）

对于您的问题，更一般的答案是，对于要编译为机器代码的HLL中的任何操作，通常有许多方法编写机器指令来执行该操作

一个好的编译器会知道这些变体中的许多。它的问题是，对于程序中的所有操作，为每个操作符选择通常更有效的变体，以使它们缝合在一起以实现一个工作程序。例如，如果实现了一个HLL操作，其结果保留在寄存器中，则后续HLL操作应该使用该结果，然后编译器会选择第一个运算符和第二个运算符的实现，其中第一个运算符将值保留在寄存器中，而第二个运算符恰好将该寄存器用作输入，否则程序将无法工作

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当你认为一个真正的程序由数千个HLL运算符组成，并且它们的各个实现必须是一致的，你可以看到编译器有一个非常复杂的工作，确保所有的事情都在一起，并且它是相当有效的。

< P> <强>是的，你的字节加载方式是正确的，但实际上并不是更有效。在大多数CPU上。
TL:DR：当您有同样方便的选项时，通常避免写入字节或16位寄存器

（顺便说一句，您在评论中得到的建议都是错误的：x86是little endian，存储转发问题不太可能发生（尽管在一些较旧的CPU、IDK上可能不完全错误）

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写入部分寄存器（小于32位，因此不会隐式零扩展到完整寄存器）对某些微体系结构上的旧值存在错误依赖。例如，

movb（%rdi），%al

在Intel Haswell/Skylake上解码为微融合加载+合并ALU操作。（.特别是对于Intel Haswell/Skylake，）

如果只执行零扩展字节加载，

movzbl（%rdi），%eax

会更有效

或者，由于我们可以假设

（%rdi）

的最后一个存储是dword或更大的存储（因此，如果存储转发仍在运行中，则会更有效），使用

movl（%rdi）执行dword加载实际上是最有效的，%eax

。这避免了可能的部分寄存器惩罚，并且机器代码的大小比

movzbl

小（更小更好，因为在UOP方面其他相等选项之间的平衡）。此外，一些旧的AMD CPU运行

movzbl

的效率略低于dword

mov

加载。（如零扩展需要ALU端口）

（大多数CPU在加载端口中“免费”运行

movzbl

，有些CPU也在加载端口中运行

movsbl

符号扩展，而不需要任何ALU端口，特别是Intel Sandybridge系列。）

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存储转发不是问题： 所有（？）当前CPU都可以有效地从dword存储转发到任何单个字节的字节重新加载，当然还有低位字节，特别是当dword存储对齐时（如C

int

将对齐）。请参阅

当然，如果以后要将

char

值符号或零扩展到寄存器中，请以这种方式加载。

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或者更好，正如@Ira所指出的，如果您正在优化此代码以及存储到

*sp

的内容，理想情况下，您可以使用寄存器中的任何内容并优化存储/重新加载。（在C中，任何其他线程异步更改该内存都是未定义的行为，因为它是

int*

，不是易失性的或

\u原子int*

）

您需要向

%rdi

添加1或3个字节（取决于endianness）要获取指向

*sp

@Barmar的低位字节的指针，假设机器是little endian，那么为什么我们需要添加1个字节？默认情况下，地址是第一个字节，不是吗？您的方式可能会暂停存储到加载转发器。@Barmar:x86-64是little endian。

int

的低位字节是最不重要的。BotOP的h版本是正确的，但第二个版本有一个部分寄存器假依赖项。@slowjams您所做的是将赋值重写到

*dp=*（char*）sp；

。教科书提供了原始C代码的直译，没有任何优化，以避免混淆读者。您的重写在功能上是等效的（假设指针不跨越页面边界），但可能会遇到微妙的CPU性能问题，这些问题可能超出您正在阅读的教科书章节的范围。