装配行偏移计算中的因子4是否来自整数的大小？

Question

我正在分析汇编中的嵌套数组访问代码，其中数组包含整数。机器代码计算访问特定子数组的行偏移量。这是我观察到的：

• 每个子数组包含 5 个整数。由于整数为 4 个字节，因此访问第索引子数组的行偏移量为 20 * 索引。
• 在 leaq 指令中，此计算被分解为 4 * (index + 4 * index)。

根据我的理解，因子 4 似乎与整数的大小（4 字节）有关。不过，我不确定这个解释是否正确。具体来说：

• 如果子数组有 6 个整数而不是 5 个，则行偏移量将变为 24 * 索引。如果我们在考虑整数大小的同时对其进行分解，那么 4 是否仍会出现在分解中，因为整数是 4 个字节？

我想确认此类汇编计算中的 4 是否始终与数组元素的大小（在本例中为整数）相关。如果是这样，对于不同元素大小或子数组大小的数组，装配细分将如何变化？

例如，在大小为 6 的子数组中，我们可以有这样的东西：

# %rdi = index
movq %rdi, %rcx          # Copy %rdi (index) to %rcx
salq $1, %rcx            # Left shift %rcx by 1 to compute 2 * index
leaq (%rcx, %rdi, 4), %rax  # Compute 6 * index using 2 * index + 4 * index
leaq pgh(,%rax,4), %rax     # Compute pgh + (24 * index)

或

# %rdi = index
leaq (%rdi, %rdi, 2), %rax  # Compute 3 * index
leaq pgh(,%rax,8), %rax     # Compute pgh + (24 * index)

Answer 1

我的疑问是编译器在生成汇编代码时如何处理此偏移量......在计算这些内存偏移量时是否需要考虑元素大小（此处为整数）

是的，它需要考虑元素大小（这里 sizeof(integer)=4）。

或者只是找到最好的因素

是的，如果最佳因素包含每个元素的大小，那么这也有效。

我主要关心的是装配实现是否取决于找到最佳寻址模式（例如，1、2、4、8 等缩放因子）或明确考虑元素大小。我主要关心的是装配实现是否取决于找到最佳寻址模式（例如，1、2、4、8 等缩放因子）或明确考虑元素大小。

是的，在对数组进行索引的算术中必须考虑元素大小。

但是，最佳在某种程度上是主观的（即因处理器而异，有时因性能与空间、指令数/大小而异），但不，汇编不需要最佳 - 为什么会这样？

不求最好，只求准确。  任何能够准确完成索引背后的算术的方法都可以。  它只需要计算和访问正确的内存位置，但如何完成并不重要。

寻址和指针算术遵循与数学相同的属性，即交换性以及结合性和分布都适用。一般来说，编译器理解这一点。  当引用某些所需元素时，它只需要使用正确的数值（作为访问指令中的最终有效地址）即可。

此外，只要您为索引和中间体使用正确的数据类型，并且已知内存存在（即已正确分配为全局、本地或堆，并且访问位于边界）。