要清除所有位，您经常会看到独占或XOR eax, eax。反过来也有这样的伎俩吗？
我能想到的只是用额外的指令反转零。
答案 0 :(得分：14)
对于大多数具有固定宽度指令的体系结构，答案可能是一个无聊的指令mov的符号扩展或反转立即，或mov lo / high对。例如在ARM上，mvn r0, #0（move-not）。请参阅x86，ARM，ARM64和MIPS的gcc asm输出on the Godbolt compiler explorer。 IDK关于zseries asm或机器代码的任何内容。
在ARM中，eor r0,r0,r0明显比mov-immediate差。它取决于旧值，没有特殊情况处理。内存依赖性排序规则prevent an ARM uarch from special-casing it even if they wanted to.对于大多数其他具有弱排序内存的RISC ISA也是如此，但memory_order_consume不需要障碍（在C ++ 11术语中）。
x86 xor-zeroing因其可变长度指令集而特殊。
从历史上看，8086 xor ax,ax直接快速因为它很小。由于习惯用法被广泛使用（并且归零比所有用户更常见），CPU设计人员给予了特殊支持，现在xor eax,eax比英特尔Sandybridge系列和其他一些CPU上的mov eax,0更快即使不考虑直接和间接的代码大小效果。请参阅What is the best way to set a register to zero in x86 assembly: xor, mov or and?，了解我能够挖掘的许多微观架构优势。
如果x86有一个固定宽度的指令集，我想知道mov reg, 0是否会得到与xor-zeroing一样多的特殊处理？也许，因为写入low8或low16之前的依赖性破坏很重要。
最佳表现的标准选项：
mov eax, -1 ：5个字节，使用mov r32, imm32编码。 （不幸的是，没有符号扩展mov r32, imm8）。所有CPU都具有出色的性能。 6个字节用于r8-r15（REX前缀）。mov rax, -1 ：7个字节，使用mov r/m64, sign-extended-imm32编码。 （不是eax版本的REX.W = 1版本。那将是10字节mov r64, imm64）。所有CPU都具有出色的性能。保存一些代码大小的奇怪选项通常以牺牲性能为代价：
xor eax,eax / dec rax （或not rax）：5个字节（4个用于32位eax）。缺点：前端有两个uops。在最近的英特尔上，调度程序/执行单元仍然只有一个未融合的域uop，前端处理xor-zeroing。 mov - 立即需要执行单元。 （但整数ALU吞吐量很少是可以使用任何端口的指令的瓶颈;额外的前端压力是问题） xor ecx,ecx / lea eax, [rcx-1] 2个常量总共5个字节（rax为6个字节）：留下一个单独的归零寄存器< / strong>即可。如果您已经想要一个归零寄存器，那么这几乎没有任何缺点。在大多数CPU上，lea可以在比mov r,i更少的端口上运行，但由于这是新依赖关系链的开始，因此CPU可以在发出任何备用执行端口周期后运行它。
同样的技巧适用于任何两个附近的常量，如果你使用mov reg, imm32执行第一个，而使用lea r32, [base + disp8]执行第二个常量。 disp8的范围是-128到+127，否则你需要一个disp32。
or eax, -1 ：3个字节（rax为4个），使用or r/m32, sign-extended-imm8编码。缺点：对寄存器旧值的错误依赖。
push -1 / pop rax ：3个字节。慢但很小。建议仅用于漏洞/代码高尔夫。 适用于任何sign-extended-imm8 ，与大多数其他人不同。
缺点：
rax在Skylake执行后不会准备好约5个周期。rsp时，将需要堆栈同步uop。 （例如add rsp, 28或mov eax, [rsp+8]）。将向量寄存器设置为带有 pcmpeqd xmm0,xmm0 的全向寄存器是特殊的，在大多数CPU上作为依赖性破坏（不是Silvermont / KNL），但仍需要执行单元来实际写入那些。 pcmpeqb/w/d/q一切正常，但q在某些CPU上速度较慢。
AVX / AVX2版本也是最佳选择。 Fastest way to set __m256 value to all ONE bits
AVX512 比较仅适用于屏蔽寄存器（如k0）作为目标，因此编译器目前正在使用 vpternlogd zmm0,zmm0,zmm0, 0xff 作为512b all-one成语。 （0xff使3输入真值表的每个元素成为1）。这不是特殊的，因为KNL或SKL上的依赖性破坏，但它在Skylake-AVX512上具有每时钟2个吞吐量。这比使用更窄的依赖性破坏AVX all-ones并广播或改组它更胜一筹。
如果需要在循环内重新生成all-one，显然最有效的方法是使用vmov*复制all-one寄存器。这甚至不能在现代CPU上使用执行单元（但仍然需要前端问题带宽）。但是，如果您没有使用向量寄存器，则加载常量或[v]pcmpeq[b/w/d]是不错的选择。
对于AVX512，值得尝试VPMOVM2D zmm0, k0或VPBROADCASTD zmm0, eax。每个都有only 1c throughput，但它们应该破坏zmm0旧值的依赖性（与vpternlogd不同）。它们需要使用kxnorw k1,k0,k0或mov eax, -1在循环外部初始化的掩码或整数寄存器。
对于 AVX512掩码寄存器，kxnorw k1,k0,k0可以正常工作，但它对当前CPU没有依赖性。 Intel's optimization manual建议在收集指令之前使用它来生成全1，但建议避免使用相同的输入寄存器作为输出。这避免了在循环中依赖于前一个的独立集合。由于k0经常未被使用，因此通常是一个很好的选择。
我认为vpcmpeqd k1, zmm0,zmm0可行，但它可能不是特殊的，因为k0 = 1成语而不依赖于zmm0。 （要设置所有64位而不是低16位，请使用AVX512BW vpcmpeqb）
在Skylake-AVX512上，k指令对掩码寄存器only run on a single port起作用，甚至是kandw之类的简单指令。 （另请注意，当管道中有512b操作时，Skylake-AVX512不会在port1上运行向量uop，因此执行单元吞吐量可能是一个真正的瓶颈。）
没有kmov k0, imm，只从整数或内存移动。可能没有k指令相同，同样被检测为特殊指令，因此发布/重命名阶段的硬件不会为k寄存器寻找它。
答案 1 :(得分：2)
彼得已经提供了一个完美的答案。我只想提一下，它也取决于上下文。
在某种情况下，我一次做过一个sar r64, 63的数字，我知道该数字将为负，如果不是，则不需要所有位都设置值。 sar的优点是它设置了一些有趣的标志，尽管确实对63进行了解码，但是我也可以完成mov r64, -1。我想那还是让我照做的旗帜。
因此，底线是：上下文。如您所知，您通常会深入研究汇编语言，因为您想处理自己而不是编译器所拥有的知识。也许某些不再需要其值的寄存器已经存储了1（逻辑true），然后只是存储了neg。也许您在程序的较早位置做了一个loop，然后（假设它是可管理的）可以安排寄存器的使用，因此not rcx就是所缺少的。