需要解释K＆R fahr的组装说明
我坚持学习汇编语言的基础知识，用华氏温度对K＆R书中的摄氏例子进行学习。 这里是我所指的C代码：
#include <stdio.h>
main()
{
int fahr, celsius;
int lower, upper, step;
lower = 0;
upper = 300;
step = 20;
fahr = lower;
while (fahr <= upper) {
celsius = 5 * (fahr-32) / 9;
printf("%dt%dn", fahr, celsius);
fahr = fahr + step;
}
}
随着GCC 4.4.7（GNU / Linux x86-64），我得到以下反汇编：
$ gcc -O0 -g -ansi -pedantic l1-2a.c
$ gdb -q a.out
(gdb) disas /m main
(gdb) disas /m main
Dump of assembler code for function main:
6 {
0x00000000004004c4 <+0>: push %rbp
0x00000000004004c5 <+1>: mov %rsp,%rbp
0x00000000004004c8 <+4>: sub $0x20,%rsp
7 int fahr, celsius;
8 int lower, upper, step;
9
10 lower = 0;
0x00000000004004cc <+8>: movl $0x0,-0xc(%rbp)
11 upper = 300;
0x00000000004004d3 <+15>: movl $0x12c,-0x8(%rbp)
12 step = 20;
0x00000000004004da <+22>: movl $0x14,-0x4(%rbp)
13
14 fahr = lower;
0x00000000004004e1 <+29>: mov -0xc(%rbp),%eax
0x00000000004004e4 <+32>: mov %eax,-0x14(%rbp)
15 while (fahr <= upper) {
0x00000000004004e7 <+35>: jmp 0x400532 <main+110>
0x0000000000400532 <+110>: mov -0x14(%rbp),%eax
0x0000000000400535 <+113>: cmp -0x8(%rbp),%eax
0x0000000000400538 <+116>: jle 0x4004e9 <main+37>
16 celsius = 5 * (fahr-32) / 9;
0x00000000004004e9 <+37>: mov -0x14(%rbp),%edx
0x00000000004004ec <+40>: mov %edx,%eax
0x00000000004004ee <+42>: shl $0x2,%eax
0x00000000004004f1 <+45>: add %edx,%eax
0x00000000004004f3 <+47>: lea -0xa0(%rax),%ecx
0x00000000004004f9 <+53>: mov $0x38e38e39,%edx
0x00000000004004fe <+58>: mov %ecx,%eax
0x0000000000400500 <+60>: imul %edx
0x0000000000400502 <+62>: sar %edx
0x0000000000400504 <+64>: mov %ecx,%eax
0x0000000000400506 <+66>: sar $0x1f,%eax
0x0000000000400509 <+69>: mov %edx,%ecx
0x000000000040050b <+71>: sub %eax,%ecx
0x000000000040050d <+73>: mov %ecx,%eax
0x000000000040050f <+75>: mov %eax,-0x10(%rbp)
17 printf("%dt%dn", fahr, celsius);
0x0000000000400512 <+78>: mov $0x400638,%eax
0x0000000000400517 <+83>: mov -0x10(%rbp),%edx
0x000000000040051a <+86>: mov -0x14(%rbp),%ecx
0x000000000040051d <+89>: mov %ecx,%esi
0x000000000040051f <+91>: mov %rax,%rdi
0x0000000000400522 <+94>: mov $0x0,%eax
0x0000000000400527 <+99>: callq 0x4003b8 <printf@plt>
18 fahr = fahr + step;
0x000000000040052c <+104>: mov -0x4(%rbp),%eax
0x000000000040052f <+107>: add %eax,-0x14(%rbp)
19 }
20 }
0x000000000040053a <+118>: leaveq
0x000000000040053b <+119>: retq
End of assembler dump.
我不清楚的是这个片段：
16 celsius = 5 * (fahr-32) / 9;
0x00000000004004e9 <+37>: mov -0x14(%rbp),%edx
0x00000000004004ec <+40>: mov %edx,%eax
0x00000000004004ee <+42>: shl $0x2,%eax
0x00000000004004f1 <+45>: add %edx,%eax
0x00000000004004f3 <+47>: lea -0xa0(%rax),%ecx
0x00000000004004f9 <+53>: mov $0x38e38e39,%edx
0x00000000004004fe <+58>: mov %ecx,%eax
0x0000000000400500 <+60>: imul %edx
0x0000000000400502 <+62>: sar %edx
0x0000000000400504 <+64>: mov %ecx,%eax
0x0000000000400506 <+66>: sar $0x1f,%eax
0x0000000000400509 <+69>: mov %edx,%ecx
0x000000000040050b <+71>: sub %eax,%ecx
0x000000000040050d <+73>: mov %ecx,%eax
0x000000000040050f <+75>: mov %eax,-0x10(%rbp)
我的意思是我明白了一切：
lea -0xa0(%rax),%ecx
因为它从%eax寄存器减去160 ，保持5*fahr ，如下所示：
5 * (fahr-32) / 9 <=> (5*fahr - 5*32) / 9 <=> (5*fahr - 160) / 9
因此在%ecx （以及完整的%rcx ）存储5*fahr - 160 。 然而，我不知道它如何除以9。 这似乎是一些骗局，如“乘以逆”，以避免分裂，但我不知道它是如何工作的。
总结评论中的内容： 0x38e38e39是十进制的954437177 ，正好是(2^33 + 1) / 9 。 所以，汇编代码以这种方式工作（为了清晰起见，我用X替换了(5 * fahr - 160) ）：
mov $0x38e38e39,%edx /* edx is now 0x38e38e39 == (2^33 + 1) / 9 */
mov %ecx,%eax /* eax is now X */
imul %edx /* edx:eax is now eax * edx == X * ((2^33 + 1) / 9) */
这就是有趣的一部分开始的地方。 edx:eax表示首先填充其操作数（本例中为edx ）32位的1操作数imul ，然后将其余的低位放入eax 。
实际上，我们在两个寄存器中得到了64位结果！ 它看起来像这样：
edx是(X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 32的32个最低有效位。
eax是(X * ((2^33 + 1) / 9)) % 2^32 （但即将被抛弃）
然后我们得到这个东西的形状：
sar %edx /* edx is now edx >> 1 == (X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33 */
mov %ecx,%eax /* eax is now X again */
sar $0x1f,%eax /* eax is now X >> 0x1f == X >> 31 */
mov %edx,%ecx /* ecx is now (X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33 */
所以，现在ecx是的32个最低位显著(X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33和eax是X >> 31 ，即32 “符号位”的-s X （它是一符号的32位整数），其等于0 ，如果X是非负的，并-1如果X为负。
编辑：详细阐述负面X的特殊情况
现在谈谈负数的情况。 关于ecx的重要部分是它实际上是X * ((2^33 + 1) / 9)的32个最重要的位。
正如我希望你记得的那样，在二进制中，否定数字意味着反转所有位，然后加1 。 而当我们加1 ，如果它是0 ，我们将lsb倒置为1 ，否则我们倒置它，并且在它之后的所有位'直到我们找到第一个0并且然后倒置它。
那么当我们试图否定(X * ((2^33 + 1) / 9)) （或者等价地，如果我们用-X进行计算，在这个例子中考虑X positive），会发生什么？ 当然，首先我们倒置它的所有位，然后我们加1 。 但对于后者（将其加1 ）影响数字的32位最重要位，32位最低有效位必须等于0xFFFFFFFF 。 并且（相信我这个）没有32位整数，当它乘以0x38e38e39 ，会产生这样的结果。
(-X * ((2^33 + 1) / 9)) == -(X * ((2^33 + 1) / 9))与32个最高有效位不同((-X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33) & 0xFFFFFFFF != -(((X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33) & 0xFFFFFFFF) 。
相反， (-X * ((2^33 + 1) / 9))的32个最高有效位等于(X * ((2^33 + 1) / 9))的32个最高有效位的按位取反， (X * ((2^33 + 1) / 9)) ： ((-X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33) & 0xFFFFFFFF != ~(((X * ((2^33 + 1) / 9)) >> 33) & 0xFFFFFFFF) 。
Tl; dr表示负X情况： -X的ecx值等于X的ecx值的按位否定。 我们不希望这样。 因此，为了得到X负值的正确结果，我们必须将1加到ecx （或等价减去-1 ）：
sub %eax,%ecx /* ecx is now X / 9 */
然后是最后一部分：
mov %ecx,%eax /* eax is now X / 9 */
mov %eax,-0x10(%rbp) /* Aaand mov the result into the variable "cels" */
如果我混淆了某些东西，我很抱歉，我很难用GAS语法编写asm，但我希望你能理解这个想法。
Tl; dr：这里的技巧是将乘以大数乘的逆乘，用算术移位丢弃大数，然后如果结果为负，则将结果舍入为零。
为什么所有的麻烦？
因此，我们将分成10个周期（考虑imul只需要一个周期）。 考虑到idiv可能需要几乎两倍的周期（从Hans Passant在回答类似问题时提到的11到18周期），这种方法可以带来巨大的性能优势。