在intel x64程序集中执行功能的最快(CPU方式)方式？

Question

我一直在阅读有关汇编函数的内容,我对是否使用enter和exit或只是使用call/return指令进行快速执行感到困惑.一路快,另一路小吗？例如,在没有内联函数的情况下,在汇编中执行此操作的最快(stdcall)方法是什么:

static Int32 Add(Int32 a, Int32 b) {
   return a + b;
}

int main() {
    Int32 i = Add(1, 3);
}

Answer 1

使用call/ ret,未做堆栈帧或者与enter/ leave或push&pop rbp / mov rbp, rsp.gcc(默认情况下-fomit-frame-pointer)只在堆栈中进行可变大小分配的函数中生成堆栈帧. 这可能会使调试稍微困难一些,因为gcc在编译时通常会发出堆栈展开信息-fomit-frame-pointer,但是你手写的asm不会有.通常,只在asm中编写叶子函数才有意义,或者至少在不调用许多其他函数的函数中编写叶子函数.

堆栈帧意味着您不必跟踪堆栈指针自从函数入口访问堆栈中的内容(例如本地的函数args和溢出槽)以来已经更改了多少.Windows和Linux/Unix 64位ABI都通过寄存器中的前几个args,并且通常有足够的regs,您不必将任何变量溢出到堆栈中.在大多数情况下,堆栈帧是浪费指令.在32位代码,其ebp可(6〜7 GP暂存器去,不计算堆栈指针),使比14将15场有较大的差异,你还是要push/popRBP,如果你不使用它,但是,因为在这两个ABI都是被调用者保存的寄存器,不允许函数被破坏.

如果你正在优化x86-64 asm,你应该阅读Agner Fog的指南,并查看x86标签wiki 中的一些其他链接.

您的函数的最佳实现可能是:

align 16
global Add
Add:
    lea   eax, [rdi + rsi]
    ret
    ; the high 32 of either reg doesn't affect the low32 of the result
    ; so we don't need to zero-extend or use a 32bit address-size prefix
    ; like  lea  eax, [edi, esi]
    ; even if we're called with non-zeroed upper32 in rdi/rsi.

align 16
global main
main:
    mov    edi, 1   ; 1st arg in SysV ABI
    mov    esi, 3   ; 2nd arg in SysV ABI
    call Add
    ; return value in eax in all ABIs
    ret

align 16
OPmain:  ; This is what you get if you don't return anything from main to use the result of Add
    xor   eax, eax
    ret

这实际上是gcc发出的Add(),但它仍然将main转换为空函数,或者转换为return 4if return i. 即使结果是编译时常量,clang 3.7-fno-inline-functions仍然尊重.它通过尾部调用优化jmp来实现我的主意Add.

请注意,Windows 64位ABI对函数args使用不同的寄存器.请参阅x86标记wiki中的链接或Agner Fog的ABI指南. 汇编程序宏可能有助于在asm中编写函数,这些函数使用正确的寄存器作为其args,具体取决于您所针对的平台.