Как правило, рекомендуется использовать как можно меньше регистров?

Question

This is my code.

Я пишу как программу в сборке x86, которая вычисляет среднее значение четырех классов. В настоящее время я использую четыре регистра (RAX,, RCX и RDX) для хранения четырех разрядов, которые указаны в моем разделе .data. У меня также есть quot, rem, total и ans инициализированы 0.

Мой общий подход к этой цели является добавление четырех регистров вместе и хранить в общей сложности в переменной total. Я изначально собирался просто сохранить общее количество в RAX, но потом я решил сохранить его в переменной, чтобы я мог повторно использовать RAX и RDX.

Это хорошая идея или я просто генерирую больше кода для себя? Я возвращаю регистры и RDX в 0, так что я могу использовать их для расчета моего деления (всего/4). Книга, за которой я следую, использует регистры и RDX, поэтому я подумал, что это то, что я должен был делать.

Код не завершен, поэтому на последней строке игнорируется IDIV.

segment .data 
    a  dq 100 
    b  dq 57 
    c  dq 74 
    d  dq 23 
    quot dq 0 
    rem  dq 0 
    total dq 0 
    ans  dq 0 

segment .text 
    global main 

main: 
    mov rax, [a] 
    mov rbx, [b] 
    mov rcx, [c] 
    mov rdx, [d] 

    add rax, rbx 
    add rcx, rdx 
    add rax, rcx 
    mov [total], rax 
    mov rax, 0 
    mov rdx, 0 
    mov rax, [total] 
    mov rdx, 0 

Answer 1

Как правило, хорошая идея не иметь доступа к памяти (особенно к памяти за пределами кеша L0).

Если у вас есть запасной регистр, дешевле временно хранить его в памяти, чем хранить его в памяти (хотя эта запись будет кэшироваться, а в следующем чтении это будет очень вероятно, так что это не повредит так сильно, как чтение некоторых «новая» ячейка памяти). Также push/pop (stack) - это память, поэтому сохранение значения в запасном регистре также дешевле, чем временное хранилище в стеке.

С другой стороны, чем меньше регистраций вы сбиваете с помощью вашего алгоритма, тем меньше вам нужно сохранять/восстанавливать, когда вы вызываете этот код из другого места, где у вас уже есть значения в регистре, поэтому вы находчивы и используете только как несколько регистров, так как возможно - хорошая идея.

---

Об источнике:

В вашем коде весь триплет mov [total],rax, mov rax,0 и mov rax,[total] в сторону конца может быть уменьшена только первой командой, которая будет обновлять «общую» память.Затем вы загружаете rax с нулем, а затем загружаете его с предыдущим общим значением, т.е. удаление этих двоичных объектов будет просто сохранять общее значение в rax нетронутым.

Но я бы пойти еще дальше и сохранить больше регистров и расточительную инструкцию, как это:

mov rax, [a] 
add rax, [b] 
add rax, [c] 
add rax, [d] 
; rax = total (can overflow for large a/b/c/d) 

подразделение - подписал вариант

mov [total], rax ; can be omitted, if you don't need [total] updated 
cqo     ; sign-extend rax into rdx:rax 
;^your "mov rdx,0" is bug, as you want "idiv", total of 4x -1 is -4 => rdx should be -1 
mov rcx,4 
idiv rcx 

; only rax, rdx and rcx are modified, [rax, rdx] contains result 

деления - беззнаковый вариант (когда, б, , d являются положительными или не менее "всего")

mov [total], rax ; can be omitted, if you don't need [total] updated 
; calculate remainder after division by 4 by copying low 2 bits of "total" into rdx 
mov edx,eax  ; 32b mov clears upper 32b of rdx! 
and edx,3   ; bit 0 and bit 1 of total is remainder after unsigned /4 
; calculate quotient of usigned rax/4 (by shifting rax two bits right) 
shr rax,2 

; only rax, and rdx are modified, [rax, rdx] contains result 

Answer 2

Существует не правильно или неправильно, если вы искусственно не ограничивать себя в меньшее количество регистров, чем доступны, то вы будете добавлять опкоды и вздутие живота кода. Используйте только количество регистров, необходимых для кодирования операций.

Однако рассмотрите, что произойдет, если требования изменятся, и вам придется обрабатывать 100 оценок. Или 1000. Или N .. Это может вдохновить вас реализовать свою логику по-разному. Возможно, стоит использовать стек для хранения оценок?

PS: С архитектурной точки зрения ваша главная проблема заключается в балансировании кэширования и накладных расходах операций по перемещению/восстановлению регистров. Это решение действительно не применяется здесь, потому что любое количество регистров, которые вы проливаете (кодирование вручную), должно быть в кеше L1. На самом деле доходит до того момента, когда в вашей реализации заканчиваются регистры, и вы начинаете добавлять коды операций разлива.