模（%）的GCC实现是如何工作的，为什么不使用div指令？

我试图解决如何在汇编中计算模10的问题，所以我在gcc中编译了下面的c代码，以了解它的结果

unsigned int i=999;
unsigned int j=i%10;

令我惊讶的是，我得到了

movl    -4(%ebp), %ecx
movl    $-858993459, %edx
movl    %ecx, %eax
mull    %edx
shrl    $3, %edx
movl    %edx, %eax
sall    $2, %eax
addl    %edx, %eax
addl    %eax, %eax
movl    %ecx, %edx
subl    %eax, %edx
movl    %edx, %eax
movl    %eax, -12(%ebp)

其中-4（%ebp）或“i”是输入，而-12（%ebp）或“j”是答案。我已经测试过了，不管你做的是什么数字-4（%ebp），它都能工作

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我的问题是这段代码是如何工作的，以及它如何比使用div操作数更好。

第一部分，最高为

shrl$3，%edx

，实现了快速整数除以10。有几种不同的算法，当你除以的数字是预先知道的时候，它们会起作用。请注意，858993459是“0.2*2^32”。这样做的原因是，即使指令集中存在整数除法指令

div

/

idiv

，它通常非常慢，比乘法慢几倍

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第二部分通过将除法的结果乘以10（通过移位和加法间接计算；可能编译器认为这样会更快）然后从原始数字中减去余数来计算余数。

第二个问题第一：

div

是一条非常慢的指令（超过20个时钟周期）。上面的序列包含更多指令，但它们都相对较快，因此就速度而言，这是一个净胜利

前五条指令（包括

shrl

）计算i/10（我将在一分钟内解释如何计算）

接下来的几条指令将结果再次乘以10，但避免使用

mul

/

imul

指令（这是否成功取决于您的目标处理器-较新的x86具有非常快的乘法器，但较旧的x86没有）

然后再次从

i

中减去该值，得到

i-（i/10）*10

，即

i%10

（对于无符号数字）

最后，关于i/10的计算：基本思想是用1/10的乘法代替10的除法。编译器通过乘以（2**35/10+1）对其进行定点近似-这是加载到

edx

中的魔法值，尽管它输出为有符号值，即使它实际上是无符号的-并将结果右移35。结果证明，这为所有32位整数提供了正确的结果

有一些算法可以确定这种近似值，保证误差小于1（对于整数，这意味着它是正确的值），而GCC显然使用1:）

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最后一句话：如果你真的想看到GCC计算一个模，那么就使用除数变量（例如一个函数参数），这样它就不能进行这种优化。无论如何，在x86上，可以使用

div

计算模

div

期望在

edx:eax

中得到64位红利（edx中的高32位，eax中的低32位-如果使用32位数字，则将edx清除为零），并将其除以指定的任何操作数（例如，

div ebx

除以

edx:eax

）。它在

eax

中返回商，在

edx

中返回余数<代码> iDIV<代码>对签名值也一样。

你熟悉32位吗？@ Jasbj.O.rnHaGer--我会考虑到很多改进的结果和扩展的文件：

movl    %edx, %eax   ; eax=i/10
sall    $2, %eax     ; eax=(i/10)*4
addl    %edx, %eax   ; eax=(i/10)*4 + (i/10) = (i/10)*5
addl    %eax, %eax   ; eax=(i/10)*5*2 = (i/10)*10