c - 汇编语言到 C 问题与寄存器

Question

我正在尝试编写 C 代码，其效果等同于以下汇编代码:

addq %rsi, %rdi
imulq %rdx, %rdi
movq %rdi, %rax
sarq $15, %rax
salq $31, %rax
andq %rdi, %rax
ret

有一个函数原型(prototype)

长解码(长x，长y，长z)

参数 x、y 和 z 在寄存器 %rdi、%rsi 和 %rdx 中传递。代码将返回值存储在寄存器 %rax 中。

到目前为止，我有以下 C 代码:

long decode(long x, long y, long z)
{
  long w;

  x = x+y;
  x = x*z;

  w = x;
  w = ((x>>15)<<31);

  return x&w;
}

其中，当使用 gcc -O2 -S -c filename.c 编译时产生以下内容:

addq %rdi, %rsi
imulq %rdx, %rsi
movq %rsi, %rax
sarq $15, %rax
salq $31, %rax
andq %rsi, %rax
ret

显然，寄存器 %rdi 和 %rsi 被交换了。

所以，如果我通过交换 x 和 y 来更改函数，它看起来像这样:

long decode4(long x, long y, long z)
{
  long w;

  y = x + y;
  y = y * z;

  w = y;
  w = ((y>>15)<<31);

  return y&w;
}

而且，程序集又是这样的:

 addq %rdi, %rsi
 imulq %rdx, %rsi
 movq %rsi, %rax
 sarq $15, %rax
 salq $31, %rax
 andq %rsi, %rax
 ret

y 和 x 的交换，并没有改变生成的汇编代码中的任何东西。关于如何解决该问题的任何想法？谢谢!

Answer 1

您对代码的解释确实没有任何问题:

long decode(long x, long y, long z)
{
  long w;

  x = x+y;
  x = x*z;

  w = x;
  w = ((x>>15)<<31);

  return x&w;
}

它可以稍微简化，但它没有任何问题，因为输出仅在所用寄存器的反转方面有所不同。可观察到的结果将是相同的。您声明此要求:

I am trying to write C code that will have an effect equivalent to the following assembly

两者等价，所以我相信您的解决方案已经满足了作业要求。

---

有时这种类型的事情可以归结为所使用的编译器。我注意到我可以通过 GCC 4.6.4 和 -O2 优化级别获得您正在寻找的准确输出。您可以在 godbolt 上使用此代码输出是:

decode:
        addq    %rsi, %rdi
        imulq   %rdx, %rdi
        movq    %rdi, %rax
        sarq    $15, %rax
        salq    $31, %rax
        andq    %rdi, %rax
        ret

这似乎与您类(class)的输出完全匹配。使用相同版本的 GCC (4.6.4)，您可以获得相同的输出:

long decode(long x, long y, long z)
{
  x = (x + y) * z;
  return x & ((x >> 15) << 31);
}