c - 为什么这个 IA32 汇编代码有 3 个真正的指令？

Question

我编译了这个 C 函数:

int calc(int x, int y, int z) {
   return x + 3*y + 19*z;
}

我在 calc.s 中得到了这个，我正在注释正在发生的事情:

        .file   "calc.c"
        .text
.globl calc
        .type   calc, @function
calc:
        pushl   %ebp                    //Save paramaters
        movl    %esp, %ebp              //Move stack pointer into %ebp
        movl    12(%ebp), %eax          //Move y into %eax
        movl    16(%ebp), %ecx          //Move z into %ecx
        leal    (%eax,%eax,2), %eax     //%eax = 3*y
        addl    8(%ebp), %eax           //%eax = x+3y
        leal    (%ecx,%ecx,8), %edx     // ?
        leal    (%ecx,%edx,2), %edx     // ?
        addl    %edx, %eax              //%eax = (x+3*y)+(19*z)
        popl    %ebp                    //Pop the previous pointer
        ret
        .size   calc, .-calc
        .ident  "GCC: (Ubuntu 4.3.3-5ubuntu4) 4.3.3"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

我理解直到最后两条真实指令的所有内容。为什么 19*z 需要两条真正的指令，而 3*y 在一条指令中完成。

Answer 1

leal 是一种以低成本执行乘以小常数的方法，前提是该常数是 2 加 1 的幂。这个想法是没有偏移量的 leal 等同于“Reg1 = Reg2+Reg3*Scale”。如果 Reg2 和 Reg3 恰好匹配，则表示“Reg1=Reg2*(Scale+1)”。

leal 只支持最大 8 的比例因子，所以要乘以 19，你需要两个。

效果

leal   (%eax,%eax,2), %eax

是:

eax = eax + eax*2

也就是说，乘以三。

后两个 leal 一起执行乘以 19:

leal    (%ecx,%ecx,8), %edx     // edx = ecx+ecx*8
leal    (%ecx,%edx,2), %edx     // edx = ecx+edx*2 (but edx is already z*9)