長整數的二進制補碼

Question

我想用英特爾I64彙編器做一些長整數運算（128位），並且需要創建2的補碼。假設我的正面價值是RDX：RAX。

2的補碼是通過「翻轉位和加1」完成的。所以最幼稚的做法是（4個指令和14個字節的代碼）：

NOT RAX 
    NOT RDX 
    ADD RAX,1 ; Can't use INC, it doesn't set Carry 
    ADC RDX,0 

當我使用RAX，而不是不NEG指令，但它的「+1」對我來說，但進是錯誤的，當RAX爲零時，NEG RAX清除進位，但我需要在這種情況下進位。因此，下一個最好的辦法可能是（4個指令和11個字節的代碼）：

NOT RDX 
    NEG RAX 
    CMC 
    ADC RDX,0     ; fixed, thanks lurker 

還是4個指令。但是不是加+1，我可以減1，並且由於SBB將進位位加到減數中，當進位清零時，我將加1。因此，我的下一個最好的嘗試是這樣的，有3個指令和10個字節的代碼：

NOT RDX 
    NEG RAX 
    SBB RDX,-1 

正如你可以從我的長篇大論的文字看，這不明擺着理解。在彙編中有沒有更好的，更容易理解的方式來實現級聯二進制補碼？

Answer 1

更短的指令或更少數量的指令並不一定意味着更快的執行。每條指令的延遲和吞吐量都不相同。諸如enter，dad,aam等已過時的指令將會慢得多，並且它們僅用於向後兼容。即使inc is sometimes slower than add。與上面使用的cmc相同。可以在並行中執行的更長時間的一系列低延遲指令將工作得更快。編譯器的優化器總是知道這一點，並會選擇最合適的指令來發出。

對於這個代碼

__int128 x = some_value; 
__int128 y = -x; // line 12 

在-O2ICC will generate the following instructions否定值

xor  esi, esi          #12.17 
    xor  edx, edx          #12.17 
    sub  rdx, r15          #12.17 
    sbb  rsi, rbx          #12.17 

我已經刪除了不相關的行其間，所以你可以看到，它的子0減去值/ SBB。這將比你的第二個解決方案更快。

您可以切換上面gcc.godbolt鏈接編譯器，看看各種方式通過不同的編譯器

否定

GCC：

neg rdx 
adc rcx, 0 
neg rcx 

鏘：

neg rbx 
mov esi, 0 
sbb rsi, r14 

正如你所看到的，他們也只使用3條指令。無論是更快還是更快，都需要仔細的基準測試。但在英特爾CPU上，英特爾編譯器（ICC）通常可以獲得比其他更高的性能，因爲它更好地理解架構。