在x86汇编中将寄存器设置为零的最佳方法是什么？xor，mov或and？
以下所有说明都做同样的事情：将%eax设置为零。 哪种方式最优（需要最少的机器周期）？
xorl %eax, %eax
mov $0, %eax
andl $0, %eax
TL; DR总结 ： xor same, same 对于所有的CPU来说都是最好的选择 。 没有其他方法比它具有任何优势，并且它至少比其他方法有一些优势。 它由英特尔和AMD正式推荐。 在64位模式下，仍然使用xor r32, r32 ，因为在32位上写入一个32位的reg零xor r64, r64浪费了一个字节，因为它需要一个REX前缀。
清零矢量寄存器通常最好用pxor xmm, xmm 。 这通常是gcc所做的（甚至在与FP指令一起使用之前）。
xorps xmm, xmm可以说得通。 它比pxor短一个字节，但xorps需要在Intel Nehalem上执行端口5，而pxor可以在任何端口上运行（0/1/5）。 （Nehalem在整数和FP之间的2c旁路延迟通常不相关，因为乱序执行通常可能会在新依赖链的开始时隐藏它）。
在SnB系列微架构中，xor-zeroing的任何一种风格都不需要执行端口。 在AMD和Nehalem P6 / Core2之前， xorps和pxor的处理方式与矢量整数指令相同。
使用128b向量指令的AVX版本也会将reg的上半部分置0，因此vpxor xmm, xmm, xmm是清零YMM（AVX1 / AVX2）或ZMM（AVX512）或任何未来矢量扩展的理想选择。 vpxor ymm, ymm, ymm不需要额外的字节来编码，而且运行相同。 AVX512 ZMM调零需要额外的字节（用于EVEX前缀），所以应该首选XMM或YMM调零。
有些CPU可以识别sub same,same xor ，就像xor的归零习惯一样，但是所有识别任何归零习惯的CPU都可以识别xor 。 只需使用xor ，您就不必担心哪个CPU可以识别哪个调零方式。
xor （与mov reg, 0不同，它是一个公认的调零习惯用法）有一些明显的和一些微妙的优点（总结列表，然后我将对其进行扩展）：
mov reg,0更小的代码大小。 （所有CPU） 较小的机器码大小 （2个字节而不是5个）总是一个优点：更高的代码密度导致更少的指令缓存未命中，更好的指令取出和潜在的解码带宽。
在英特尔SnB系列微架构上不使用 xor 执行单元的好处很小，但可以节省电力。 对于只有3个ALU执行端口的SnB或IvB，它更有可能是重要的。 Haswell和后来的4个执行端口可以处理整数ALU指令，包括mov r32, imm32 ，所以通过调度程序做出完美的决策（实践中不会发生这种情况），HSW仍然可以保持每个时钟4个uops，即使它们都需要执行端口。
有关更多详细信息，请参阅有关清零寄存器的另一个问题的答案。
Bruce Dawson的博文中Michael Petch指出， xor在寄存器重命名阶段处理，不需要执行单元（在未融合域中为零），但错过了它仍然是一个事实在融合的领域中。 现代英特尔CPU可以在每个时钟发布并退出4个融合域微软。 这是每个时钟限制4个零来自的地方。 寄存器重命名硬件的复杂性增加仅仅是将设计宽度限制为4的原因之一。（Bruce写了一些非常优秀的博客文章，例如他关于FP数学和x87 / SSE /舍入问题的系列文章，我这样做强烈推荐）。
在AMD Bulldozer家族CPU上 ， mov immediate运行在与xor相同的EX0 / EX1整数执行端口上。 mov reg,reg也可以在AGU0 / 1上运行，但这只适用于寄存器复制，不适用于立即设置。 所以AFAIK，在AMD上xor over mov的唯一优点是编码较短。 它也可能节省物理寄存器资源，但我还没有看到任何测试。
可识别的归零习惯避免了对部分寄存器（P6和SnB系列）进行重新命名的英特尔CPU上的部分寄存器惩罚 。
xor会将寄存器标记为高位部分为零 ，因此xor eax, eax / inc al / inc eax避免了IvB之前的CPU具有的通常的部分寄存器损失。 即使没有xor ，当高8位（ AH ）被修改，然后整个寄存器被读取时，IvB只需要一个合并的uop，Haswell甚至会删除它。
来自Agner Fog的微型指南，第98页（Pentium M部分，后面章节包括SnB）：
处理器将自己与寄存器的XOR识别为零。 寄存器中的特殊标记记住寄存器的高位部分为零，因此EAX = AL。 即使在循环中也会记住这个标签：
; Example 7.9. Partial register problem avoided in loop
xor eax, eax
mov ecx, 100
LL:
mov al, [esi]
mov [edi], eax ; No extra uop
inc esi
add edi, 4
dec ecx
jnz LL
（来自pg82）：只要您没有得到中断，错误预测或其他序列化事件，处理器就会记住EAX的高24位为零。
该指南的mov reg, 0 82页也证实mov reg, 0不被认为是调零成语，至少在P6或PM等早期的P6设计中。 如果他们花费晶体管在后来的CPU上检测晶体管，我会非常惊讶。
xor设置标志 ，这意味着在测试条件时你必须小心。 由于setcc不幸只能用于8位目标 ，所以通常需要注意避免部分寄存器的惩罚。
如果x86-64为16/32/64位setcc r/m重新设置了一个被删除的操作码（如AAM），并将谓词编码在setcc r/m的源寄存器3位字段中字段（一些其他单操作数指令将它们用作操作码位的方式）。 但他们没有这样做，而这对x86-32无济于事。
理想情况下，你应该使用xor / set flags / setcc / read full register：
...
call some_func
xor ecx,ecx ; zero *before* the test
test eax,eax
setnz cl ; cl = (some_func() != 0)
add ebx, ecx ; no partial-register penalty here
这在所有CPU上都具有最佳性能（没有停顿，合并uops或错误依赖）。
如果您不希望在标志设置指令之前进行异或，情况会更加复杂 。 例如，您想要在一个条件下进行分支，然后在相同标志的另一个条件下进行setcc。 例如cmp/jle ， sete ，并且您没有备用寄存器，或者您想将xor全部保留在未采用的代码路径之外。
没有公认的归零成语不影响标志，因此最好的选择取决于目标微体系结构。 在Core2上，插入一个合并的uop可能会导致2或3个周期的停顿。 SnB似乎更便宜，但我没有花太多时间去测量。 使用mov reg, 0 / setcc会对旧的Intel CPU造成重大损失，而在新的Intel上仍然会有所恶化。
使用setcc / movzx r32, r8对于Intel P6和SnB系列来说可能是最好的选择，如果在标志设置指令之前不能执行异或操作。 这应该比在xor-zeroing之后重复测试更好。 （甚至不要考虑sahf / lahf或pushf / popf ）。 IvB可以消除movzx r32, r8 （即处理寄存器重命名而没有执行单元或延迟，如异或）。 Haswell和后来movzx除了常规的mov指令，所以movzx需要一个执行单元并且具有非零延迟，使得test / setcc / movzx比xor / test / setcc更差，但仍然至少与test / mov r,0 / setcc （在旧CPU上更好）。
AMD / P4 / Silvermont使用setcc / movzx而不先movzx零，因为它们不会分别追踪子寄存器的deps。 这个登记册的旧价值会被误解。 当xor / test / setcc不是选项时mov reg, 0使用mov reg, 0 / setcc进行清零/依赖关系可能是最好的选择。
当然，如果你不需要setcc的输出宽于8位，你不需要任何零。 但是，如果您选择最近是长依赖链的一部分的寄存器，请注意P6 / SnB以外的CPU的错误依赖关系。 （如果您调用可能保存/恢复您正在使用的寄存器的函数，请注意造成部分注册或额外的升级。）
and立即为零并不是独立于任何我知道的CPU上的旧值，因此它不会破坏依赖链。 它与xor没有什么优势，还有很多缺点。
请参阅http://agner.org/optimize/获取微文档文档，其中包括哪些归零习惯被认为是依赖关系中断（例如， sub same,same在一些但不是全部CPU上是xor same,same而xor same,same在所有CPU上都是xor same,same 。） mov确实会破坏寄存器旧值的依赖关系链（无论源值是否为0，因为这就是mov工作原理）。 xor只在src和dest是同一个寄存器的特殊情况下破坏依赖链，这就是为什么mov被排除在专门识别的依赖断路器列表之外的原因。 （另外，因为它不被认为是一个零调整的习惯用语，还有其他的好处。）
有趣的是，最古老的P6设计（PPro）并不认为xor -zeroing是一个依赖断言器，仅仅是为了避免部分寄存器停顿的零点习惯用法，所以在某些情况下值得使用它们。 （参见Agner Fog的例子6.17。在他的microarch pdf中，他声称这也适用于P2，P3甚至（早期？）PM，但我对此持怀疑态度。对相关博客文章的评论说，它只是PPro有这种监督，看起来确实不太可能多代P6家族没有认识到xor-zeroing是一个破坏破坏者。）
如果它真的让你的代码更好或者保存指令，那么肯定的话，用mov来避免触及标志，只要你不会引入代码大小以外的性能问题。 尽管如此，避免破坏标志是不使用xor的唯一明智理由。
上一篇: What is the best way to set a register to zero in x86 assembly: xor, mov or and?
下一篇: The data types the 4 different casts can take (or normally take) in c++