16、算术指令替换与浮点运算单元详解

算术指令替换与浮点运算单元详解

在计算机编程和优化的领域中，为了提升程序的性能和效率，常常会对算术指令进行替换，同时浮点运算单元（FPU）在处理浮点数时也有着独特的机制。下面将详细介绍算术指令的替换方法以及浮点运算单元的相关知识。

1. 算术指令替换

在追求程序性能优化时，可以将一条指令替换为另一条指令，甚至是一组指令。例如，ADD 和 SUB 指令可以相互替换，LEA 指令常用于简单的算术计算。

1.1 乘法指令替换

• 使用加法实现乘法
  以乘以 8 为例，在 Optimizing MSVC 2010 中，乘法操作被替换为 3 条加法指令，代码如下：

unsigned int f(unsigned int a)
{
    return a*8;
};

对应的汇编代码：

_TEXT
SEGMENT
_a$ = 8 ; size = 4
_f
PROC
    ; File c:\polygon\c\2.c
    mov eax, DWORD PTR _a$[esp-4]
    add eax, eax
    add eax, eax
    add eax, eax
    ret 0
_f
ENDP
_TEXT
ENDS
END

• 使用移位实现乘法
  当乘以 2 的幂次方时，乘法和除法指令常常被移位