基于LEA的gcc优化

我正在摆弄gcc的优化选项，发现以下几行：

int bla(int moo) {
  return moo * 384;
}

翻译为：

0:   8d 04 7f                lea    (%rdi,%rdi,2),%eax
3:   c1 e0 07                shl    $0x7,%eax
6:   c3                      retq

我知道移位表示2^7的乘法。第一行必须是3的乘法

所以，我完全被“lea”这句话弄糊涂了。lea不应该加载地址吗？

lea（%ebx，%esi，2），%edi

只做计算

ebx+esi*2

并将结果存储在

edi

中

即使

lea

设计用于计算和存储有效地址，它也可以而且经常被用作优化技巧，对非内存地址的内容执行计算

lea    (%rdi,%rdi,2),%eax
shl    $0x7,%eax

相当于：

eax = rdi + rdi*2;
eax = eax * 128;

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由于

moo

位于

rdi

中，它将

moo*384

存储在

eax

中，这是x86内核上的标准优化技巧。AGU（地址生成单元）是处理器中生成地址的子部分，能够进行简单的算术运算。它不是一个成熟的ALU，但有足够的晶体管来计算索引和缩放地址。添加和移动。LEA，Load有效地址指令是在AGU中调用逻辑并使其计算简单表达式的一种方法

这里的优化机会是AGU独立于ALU运行。所以你可以得到超标量执行，两条指令同时执行

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这在代码片段中并不明显，但如果在所显示的需要ALU的指令之前进行计算，则可能会发生这种情况。这是一个只有在更简单的cpu核心486和Pentium vintage上才真正得到回报的把戏。现代处理器有多个ALU，因此不再需要这种技巧。

非常感谢！我知道你可以在不改变标志之类的情况下用lea做一些欺骗的事情，但是为了完整性，这个…地址操作数获取的语法是：±d（A，B，C），它将被转换成±d+B*CBy。顺便说一句，唯一使用AGU的

lea

的现代CPU是Intel Atom。在所有其他现代CPU上，它都被分配给ALU。但是，它仍然很有用，因为它结合了多个操作，具有任意输出寄存器，并且不改变标志。此外，这种形式（64位地址，32位结果）是64位模式下

lea

的最短编码。还请注意，移位通常比

IMUL

快；用移位替换“乘以常数”也是许多CPU的常见优化。启用它的精确GCC优化标志是什么（例如，

-fuse lea

，由

-O3

表示）。