CSAPP阅读笔记-汇编语言初探(算术和逻辑操作类指令)-来自第三章3.5的笔记-P128-P135

1.算术和逻辑操作类指令分四类：加载有效地址，一元操作，二元操作和移位，如下：

2. leaq指令，类似mov指令，它左侧的数看似是给出一个地址，在内存中从给定的地址取操作数，传给右边的目的地。但其实没有取，而是直接将左侧的数对应的地址传给了右侧的目的地。

例子： leaq 7(%rdx,%rdx,4),%rax　　　　

若%rdx的值为x,则最后%rax的值为5x+7,而不是以5x+7为地址，在内存中寻址得到的操作数

3. 第二组是一元指令，目的地为寄存器或一个内存位置，具体不用介绍，看表就好。

4. 第三组是二元指令，第二个操作数既是源又是目的，第一个操作数可以为立即数、寄存器或内存位置，第二个操作数可以为寄存器或内存位置。

5. 第四组是移位操作，第一个操作数是移位量，它可以是立即数或存放在%cl中，第二个操作数是要移位的数，可以是寄存器或者内存位置。当移位量存放在%cl中时，具体的移位量由移位指令的移位量级来决定，比如salb，此时2³=8,则移位量由%cl的低3位决定，如%cl=0cFF,则移位量为7，同理，salw移15位，sall移31位，salq移63位。而决定移位指令的移位量级的则是被移位的数的量级，比如被移位的是%rax，则用salq。

　左移指令有sal和shl,两者等价，移动后右边填0。右移指令有sar和shr，sar为算术移位，左补符号位，shr为逻辑移位，左补0。

　练习：

　　xorq %rdx,%rdx

　　1.它做了什么？

　　　答：它实现了对%rdx的置0

　　2.它有什么其它的汇编表达形式？

　　　答：movq $0,%rdx

　　3.比较这两种操作分别编码的字节长度

　　　答：xorq占3个字节，movq这里占7个字节，所以一般使用xorq来实现置0操作，由于任何更新低位4字节的指令都会把高位4字节置为0，

　　　　   所以可以用 xorl %edx,%edx(2字节) 和　movl $0,edx(5字节)来实现。

6.特殊的算术操作

　　1.imulq,前面提到的imulq会从两个64位的操作数产生一个128位的操作数，截取其中的64位作为结果。此时需要两个操作数。

　　（注意，一个a位的操作数和一个b位的操作数，产生的乘积是a+b位的操作数）　

　　2.此外，x86-64提供一系列单操作数指令，用于进行全128位运算

　　　mulq是无符号乘法，imulq是补码乘法，它们都是单操作数指令，另一个操作数必须存在%rax中，乘积放在%rdx(高64位)和%rax(低64位)中。

　　测试：

　　#include <inttypes.h>

　　typedef unsigned __int128 uint128_t;

　　void store_uprod(uint128_t *dest,uint64_t x,uint64_t y)

　　{

　　　　*dest = x*(uint128_t)y;

　　}

　　此程序中，uint64_t类型由头文件inttypes.h定义，但此文件未定义128位的整数，因此使用gcc自带的unsigned __int128整数支持，为了和uint64_t保持一样的命名规律，用typedef声明成uint128_t。

　　其对应的汇编代码如下：

　　store_uprod:

　　　　movq %rsi,%rax

　　　　mulq %rdx

　　　　movq %rax,(%rdi)

　　　　movq %rdx,8(%rdi)

　　　　ret

　　这里把乘积的低8字节存在了%rdi寻址的内存地址，高8字节存在了更大的地址，所以这里是小端法存储。

　　3.同样的，也有对应的单操作数无符号除法(divq)和有符号除法(idivq)，即128位除法，注意没有双操作数的除法。

　　　它们把%rdx(高64位)和%rax(低64位)合起来的128位作为被除数，除数则作为单操作数被给出，结果的商存在%rax中，余数存在%rdx中。

　　　但是，当要进行64位除法时，此时没有双操作数的除法，怎么办？

　　　此时会把64位的被除数存在%rax中，%rdx被设置为全0(无符号运算)或%rax的符号位(有符号运算)。设置%rdx为%rax的符号位可以用指令cqto完成，

　　　它不需要操作数，会自动读出%rax的符号位，并复制到%rdx的所有位。

完毕！