LEA指令的目的是什么？

对我来说，这就像一部时髦的电影。它的用途是什么？我应该什么时候使用它？

当前回答

似乎很多答案都已经完成了，我想再添加一个示例代码，说明当lea和move指令具有相同的表达式格式时，它们的工作方式是如何不同的。

长话短说，lea指令和mov指令都可以用括号括住指令的src操作数。当它们用（）括起来时，（）中的表达式的计算方法相同；但是，两条指令将以不同的方式解释src操作数中的计算值。

无论表达式与lea还是mov一起使用，src值的计算如下。

D（Rb，Ri，S）=>（Reg[Rb]+S*Reg[Ri]+D）

但是，当它与mov指令一起使用时，它会尝试访问由上述表达式生成的地址所指向的值，并将其存储到目标。

与此相反，当lea指令使用上述表达式执行时，它会将生成的值原样加载到目标。

下面的代码使用相同的参数执行lea指令和mov指令。然而，为了捕捉差异，我添加了一个用户级信号处理程序，以捕捉由于mov指令访问错误地址而导致的分段错误。

示例代码

#define _GNU_SOURCE 1 /* To pick up REG_RIP */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <signal.h>

uint32_t
register_handler(uint32_t event, void (*handler)(int, siginfo_t *, void *))
{
    uint32_t ret = 0;
    struct sigaction act;

    memset(&act, 0, sizeof(act));
    act.sa_sigaction = handler;
    act.sa_flags = SA_SIGINFO;
    ret = sigaction(event, &act, NULL);
    return ret;
}

void segfault_handler(int signum, siginfo_t *info, void *priv)
{
    ucontext_t *context = (ucontext_t *)(priv);
    uint64_t rip = (uint64_t)(context->uc_mcontext.gregs[REG_RIP]);
    uint64_t faulty_addr = (uint64_t)(info->si_addr);

    printf("inst at 0x%lx tries to access memory at %ld, but failed\n",
           rip, faulty_addr);
    exit(1);
}

int main(void)
{
    int result_of_lea = 0;

    register_handler(SIGSEGV, segfault_handler);

    // initialize registers %eax = 1, %ebx = 2

    // the compiler will emit something like
    // mov $1, %eax
    // mov $2, %ebx
    // because of the input operands
    asm("lea 4(%%rbx, %%rax, 8), %%edx \t\n"
        : "=d"(result_of_lea) // output in EDX
        : "a"(1), "b"(2)      // inputs in EAX and EBX
        :                     // no clobbers
    );

    // lea 4(rbx, rax, 8),%edx == lea (rbx + 8*rax + 4),%edx == lea(14),%edx
    printf("Result of lea instruction: %d\n", result_of_lea);

    asm volatile("mov 4(%%rbx, %%rax, 8), %%edx"
                 :
                 : "a"(1), "b"(2)
                 : "edx" // if it didn't segfault, it would write EDX
    );
}

执行结果

Result of lea instruction: 14
inst at 0x4007b5 tries to access memory at 14, but failed

2019-01-03 08:40:25

其他回答

8086有一大系列指令，它们接受寄存器操作数和有效地址，执行一些计算以计算该有效地址的偏移部分，并执行一些涉及寄存器和由计算地址引用的存储器的操作。除了跳过实际的内存操作之外，让该家族中的一个指令的行为与上面一样非常简单。因此，说明：

mov ax,[bx+si+5]
lea ax,[bx+si+5]

在内部实现几乎相同。区别在于跳过了一步。这两个指令的作用类似于：

temp = fetched immediate operand (5)
temp += bx
temp += si
address_out = temp  (skipped for LEA)
trigger 16-bit read  (skipped for LEA)
temp = data_in  (skipped for LEA)
ax = temp

至于英特尔为什么认为这条指令值得包括在内，我并不完全确定，但它的实现成本低是一个重要因素。另一个因素是Intel的汇编器允许相对于BP寄存器定义符号。如果fnord被定义为BP相对符号（例如BP+8），可以说：

mov ax,fnord  ; Equivalent to "mov ax,[BP+8]"

如果想使用stosw之类的东西将数据存储到BP的相对地址

mov ax,0 ; Data to store
mov cx,16 ; Number of words
lea di,fnord
rep movs fnord  ; Address is ignored EXCEPT to note that it's an SS-relative word ptr

比：

mov ax,0 ; Data to store
mov cx,16 ; Number of words
mov di,bp
add di,offset fnord (i.e. 8)
rep movs fnord  ; Address is ignored EXCEPT to note that it's an SS-relative word ptr

注意，忘记世界“偏移”将导致位置[BP+8]的内容而不是值8被添加到DI中。哎呀。

2012-04-29 19:46:51

LEA指令可用于避免CPU对有效地址进行耗时的计算。如果地址被重复使用，则将其存储在寄存器中而不是每次使用时计算有效地址更有效。

2013-06-04 20:32:59

LEA：只是一个“算术”指令。。

MOV在操作数之间传输数据，但lea只是在计算

2015-05-05 21:06:00

正如前面提到的现有答案，LEA具有执行内存寻址运算而不访问内存的优点，将运算结果保存到不同的寄存器，而不是简单形式的加法指令。真正的潜在性能优势是现代处理器有一个单独的LEA ALU单元和端口，用于有效的地址生成（包括LEA和其他内存参考地址），这意味着LEA中的算术运算和ALU中的其他正常算术运算可以在一个核中并行完成。

查看Haswell架构的这篇文章，了解LEA单元的一些详细信息：http://www.realworldtech.com/haswell-cpu/4/

其他答案中未提及的另一个重要点是LEA REG，[MemoryAddress]指令是PIC（位置无关代码），它将此指令中的PC相对地址编码为参考MemoryAddress。这不同于MOV REG，MemoryAddress编码相对虚拟地址，需要在现代操作系统中重新定位/修补（如ASLR是常见功能）。因此，LEA可用于将非PIC转换为PIC。

2014-07-31 03:41:52