gcc对LEA的优化

Question

我在摆弄gcc的优化方案，发现这些路线：

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

我知道移位代表2^7的乘法，第一行必须是3乘。

所以我对“精益”这条线感到非常困惑。难道lea不应该装载一个地址吗？

Answer 1

lea (%ebx, %esi, 2), %edi只会计算ebx + esi*2并将结果存储在edi中。

即使lea被设计用于计算和存储有效地址，它也可以并且经常被用作对非内存地址执行计算的优化技巧。

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

相当于：

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

由于moo在rdi，所以它将moo*384存储在eax中。

Answer 2

这是x86核上的一个标准优化技巧。AGU是地址生成单元，它是产生地址的处理器的一个部分，它能够实现简单的算法。它不是一个完整的ALU，但是有足够的晶体管来计算索引地址和缩放地址。加法和轮班。LEA，Load有效地址指令是一种调用AGU中的逻辑并将其用于计算简单表达式的方法。

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的执行，两个指令同时执行。

这在代码片段中并不明显，但如果在需要ALU的显示指令之前进行计算，则可能会发生这种情况。这是一个花招，只有在更简单的cpu核心，486和奔腾葡萄酒上才能得到真正的回报。现代处理器有多个ALU，所以不再需要这个技巧了。