为什么VS做imul rax,rax,0而不是简单的移动？

Question

我正在查看 Visual Studio 为这个简单的 x64 程序生成的程序集：

struct Point {
    int a, b;

    Point() {
        a = 0; b = 1;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Point arr[3];
    arr[0].b = 2;
    return 0;
}

当它遇到arr[0].b = 2时，它会生成这个：

mov eax, 8
imul rax, rax, 0
mov dword ptr [rbp+rax+4],2

为什么它使用 imul rax, rax, 0 而不是简单的 mov rax, 0，甚至是 xor rax, rax？如果有的话，imul 如何更有效？

Answer 1

卡马克

原因是程序集正在计算数组中 Point 对象（恰好位于堆栈上）的偏移量，以及变量 b 的偏移量。

带有三 (3) 个操作数状态的 imul 的英特尔文档：

三操作数形式——这种形式需要一个目标操作数（ 第一个操作数）和两个源操作数（第二个和第三个 操作数）。这里，第一个源操作数（可以是 通用寄存器或内存位置）乘以 第二个源操作数（立即数）。中间产品 （第一个源操作数大小的两倍）被截断并存储 在目标操作数（通用寄存器）中。

在您的情况下，它正在计算数组中对象的偏移量，从而导致寻址堆栈上的第一个（第零个）Point 位置。解决了这个问题，然后添加.b 的偏移量，即+4。所以分解：

mov  eax,8                   ; prepare to offset into the Point array
imul rax, rax, 0             ; Calculate which Point object is being referred to
mov  dword ptr [rbp+rax+4],2 ; Add the offset to b and move value 2 in

说明。所有这些都解析为arr[0].b = 2。

我认为您没有通过积极优化进行编译。当进行直接编译（无优化、调试等）时，编译器不会对寻址做出任何假设。

与clang的比较

在带有clang 3.9.0 且没有优化标志的OS X (El Capitan) 上，一旦Point 对象在数组中被实例化，.b = 2 的赋值很简单：

mov dword ptr [rbp - 44], 2

在这种情况下，clang 在默认优化期间对偏移和解析寻址非常聪明。