Was ist der Zweck der LEA-Anweisung?

Question

Für mich ist es einfach nur ein komisches MOV. Was ist sein Zweck und wann sollte ich es verwenden?

Answer 1

Wie bereits von anderen erwähnt, wird LEA (load effective address) oft als "Trick" für bestimmte Berechnungen verwendet, aber das ist nicht ihr Hauptzweck. Der x86-Befehlssatz wurde entwickelt, um Hochsprachen wie Pascal und C zu unterstützen, in denen Arrays - insbesondere Arrays von Ints oder kleinen Structs - üblich sind. Betrachten wir zum Beispiel eine Struktur, die (x, y)-Koordinaten darstellt:

struct Point
{
     int xcoord;
     int ycoord;
};

Stellen Sie sich nun eine Aussage wie diese vor:

int y = points[i].ycoord;

donde points[] ist ein Array aus Point . Angenommen, die Basis des Arrays befindet sich bereits in EBX und variabel i ist in EAX y xcoord y ycoord sind jeweils 32 Bit (also ycoord an einem Offset von 4 Bytes in der Struktur steht), kann diese Anweisung kompiliert werden zu:

MOV EDX, [EBX + 8*EAX + 4]    ; right side is "effective address"

was zu einer y en EDX . Der Skalierungsfaktor von 8 ist darauf zurückzuführen, dass jede Point hat eine Größe von 8 Byte. Betrachten wir nun denselben Ausdruck mit dem "Adresse von"-Operator &:

int *p = &points[i].ycoord;

In diesem Fall wollen Sie nicht, dass der Wert von ycoord sondern seine Adresse. Das ist der Ort LEA (ladungswirksame Adresse) eintritt. Anstelle einer MOV kann der Compiler Folgendes erzeugen

LEA ESI, [EBX + 8*EAX + 4]

die die Adresse in ESI .

Answer 2

Desde el "Zen der Montage" von Abrash:

LEA ist die einzige Anweisung, die Berechnungen zur Speicheradressierung durchführt, aber den Speicher nicht tatsächlich adressiert. LEA akzeptiert einen Standard-Speicheradressierungsoperanden, tut aber nichts weiter, als den berechneten Speicher-Offset in dem angegebenen Register zu speichern, das ein beliebiges Allzweckregister sein kann.

Was bedeutet das für uns? Zwei Dinge, die ADD nicht zur Verfügung stellt:

1. die Fähigkeit, Additionen mit zwei oder drei Operanden durchzuführen, und
2. die Möglichkeit, das Ergebnis zu speichern in jede Register; nicht nur einen der Quelloperanden.

Und LEA ändert die Flaggen nicht.

Beispiele

• LEA EAX, [ EAX + EBX + 1234567 ] errechnet EAX + EBX + 1234567 (das sind drei Operanden)
• LEA EAX, [ EBX + ECX ] errechnet EBX + ECX ohne diese mit dem Ergebnis zu überschreiben.
• Multiplikation mit einer Konstante (mit zwei, drei, fünf oder neun), wenn man sie wie folgt verwendet LEA EAX, [ EBX + N * EBX ] (N kann 1,2,4,8 sein).

Ein anderer Anwendungsfall ist praktisch in Schleifen: Der Unterschied zwischen LEA EAX, [ EAX + 1 ] y INC EAX ist, dass die letzteren Änderungen EFLAGS aber die erste nicht; dadurch bleibt die CMP Zustand.

Answer 3

Ein weiteres wichtiges Merkmal der LEA Anweisung ist, dass sie die Konditionscodes nicht ändert, wie zum Beispiel CF y ZF bei der Berechnung der Adresse durch arithmetische Befehle wie ADD o MUL tut. Diese Funktion verringert die Abhängigkeit zwischen den Anweisungen und schafft somit Raum für weitere Optimierungen durch den Compiler oder den Hardware-Scheduler.

Answer 4

Trotz aller Erklärungen ist LEA eine arithmetische Operation:

LEA Rt, [Rs1+a*Rs2+b] =>  Rt = Rs1 + a*Rs2 + b

Es ist nur so, dass der Name extrem dumm ist für eine Shift+Add Operation. Der Grund dafür wurde bereits in den am besten bewerteten Antworten erklärt (d.h. er wurde entwickelt, um High-Level-Speicherreferenzen direkt abzubilden).

Answer 5

Vielleicht nur eine weitere Sache über LEA-Unterricht. Sie können LEA auch für die schnelle Multiplikation von Registern mit 3, 5 oder 9 verwenden.

LEA EAX, [EAX * 2 + EAX]   ;EAX = EAX * 3
LEA EAX, [EAX * 4 + EAX]   ;EAX = EAX * 5
LEA EAX, [EAX * 8 + EAX]   ;EAX = EAX * 9