帮助理解 x86 内联汇编中的 DIV 指令

Posted 2023-02-16

【中文标题】帮助理解 x86 内联汇编中的 DIV 指令

【英文标题】：Help understanding DIV instruction in x86 inline assembly

【发布时间】：2010-12-27 19:03:28

【问题描述】：

在阅读 GNU 项目中的一些源代码时，我遇到了以下内联汇编：

__asm__ (
  "divq %4"
  : "=a" (q), "=d" (r)
  : "0" (n0), "1" (n1), "rm" (d)
);

这里的变量q、r、n0、n1和d是64位整数。我知道足够多的程序集来了解它的作用，但有些细节我不确定。

我的理解：

我们将 RAX 寄存器的内容除以 d，将商放入 q，将余数放入 r。

我不明白的地方

为什么有 三个 输入 这里？我们只需要输入一个 被除数和除数，那有什么用 可以有 3 个输入吗？ 我不知道哪个输入是股息。更一般地说，我实际上什么也没看到 被加载到 RAX 寄存器中， 那么它是如何知道除以什么的呢？

【问题讨论】：

+1 个格式正确的问题。我喜欢“我明白的”和“我不明白的”部分。

【参考方案1】：

在输入操作数规范中：

: "0" (n0), "1" (n1), "rm" (d)

由于输出规范，寄存器“0”和“1”被强制为rax 和rdx：

: "=a" (q), "=d" (r)

而div 指令族需要RDX:RAX 中的分子。除数可以在通用寄存器（不以其他方式使用 - 即，不是RAX 或RDX）或内存中，由“rm”约束指定。寄存器RDX、RAX 和除数操作数构成了 3 个输入。

所以这将最终执行除法：n1:n0 / d 其中n1:n0 是加载到rdx:rax 中的数量。

【讨论】：

我是否正确理解这可用于将 128 位整数除以 64 位整数？我知道这对于 32 位寄存器版本是可能的，但从没想过它也适用于 64 位版本。

@Jens：没错。但请记住（如较小的操作数除法运算），如果商最终对于rax 目标寄存器来说太大，您将得到除法异常。

测试这种情况的快速方法是确保rdx小于除数，在这种情况下除法是安全的。

【参考方案2】：

当您正确观察到div 系列在固定寄存器a 和d、rax 和rdx 上工作divq。 a 寄存器从n0 获取输入，n0 别名为第 0 个寄存器，即a。 n1 是一个别名为d 的虚拟输入，可能只是为了确保该寄存器不用于其他目的。