assembly - 汇编器 64b 划分

Question

我需要一些简单的方法来在 x86 的汇编程序中划分 64b 无符号整数。我的号码保存在两个 32b 寄存器 EDX:EAX 中，我需要将结果放回 EDX:EAX。因子是 32b 整数。请给一些代码？

Answer 1

如果我正确解释了您的问题（尤其是 part Factor is in 32b integer），您希望将 64 位被除数除以 32 位除数并得到 64 位商。

如果这种解释是正确的，那么在 32 位代码中实际上很容易做到。

这个想法是你将除数的两个“一半”除以除数，然后将第一个除法的剩余部分重用于第二个除法。

说明如何执行此操作的 C 代码：

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

#define C_ASSERT(expr) extern char CAssertExtern[(expr)?1:-1]

#if UINT_MAX >= 0xFFFFFFFF
typedef unsigned int uint32;
#else
typedef unsigned long uint32;
#endif
typedef unsigned long long uint64;

typedef unsigned long ulong;

// Make sure uint32=32 bits and uint64=64 bits
C_ASSERT(sizeof(uint32) * CHAR_BIT == 32);
C_ASSERT(sizeof(uint64) * CHAR_BIT == 64);

int div64by32eq64(uint64* dividend, uint32 divisor)
{
  uint32 dividendHi = (uint32)(*dividend >> 32);
  uint32 dividendLo = (uint32)*dividend;
  uint32 quotientHi;
  uint32 quotientLo;

  if (divisor == 0)
    return 0;

  // This can be done as one 32-bit DIV, e.g. "div ecx"
  quotientHi = dividendHi / divisor;
  dividendHi = dividendHi % divisor;

  // This can be done as another 32-bit DIV, e.g. "div ecx"
  quotientLo = (uint32)((((uint64)dividendHi << 32) + dividendLo) / divisor);

  *dividend = ((uint64)quotientHi << 32) + quotientLo;

  return 1;
}

int main(void)
{
  static const struct
  {
    uint64 dividend;
    uint32 divisor;
  } testData[] =
  {
    { 1 , 0 },
    { 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL, 1 },
    { 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL, 2 },
    { 0xFFFFFFFF00000000ULL, 0xFFFFFFFFUL },
    { 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL, 0xFFFFFFFFUL },
  };
  int i;

  for (i = 0; i < sizeof(testData)/sizeof(testData[0]); i++)
  {
    uint64 dividend = testData[i].dividend;
    uint32 divisor = testData[i].divisor;

    printf("0x%016llX / 0x%08lX = ", dividend, (ulong)divisor);

    if (div64by32eq64(&dividend, divisor))
      printf("0x%016llX\n", dividend);
    else
      printf("division by 0 error\n");
  }

  return 0;
}

输出（ideone）：

0x0000000000000001 / 0x00000000 = division by 0 error
0xFFFFFFFFFFFFFFFF / 0x00000001 = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
0xFFFFFFFFFFFFFFFF / 0x00000002 = 0x7FFFFFFFFFFFFFFF
0xFFFFFFFF00000000 / 0xFFFFFFFF = 0x0000000100000000
0xFFFFFFFFFFFFFFFF / 0xFFFFFFFF = 0x0000000100000001

现在汇编中的等效除法代码（NASM 语法）不检查除以 0：

; 64-bit dividend
mov edx, 0xFFFFFFFF
mov eax, 0xFFFFFFFF

; 32-bit divisor
mov ecx, 0xFFFFFFFF

push eax
mov eax, edx
xor edx, edx
div ecx ; get high 32 bits of quotient
xchg eax, [esp] ; store them on stack, get low 32 bits of dividend
div ecx ; get low 32 bits of quotient
pop edx ; 64-bit quotient in edx:eax now
; edx:eax should now be equal 0x0000000100000001

Answer 2

使用div指令怎么样？

Answer 3

快速术语回顾：分子/除数 = 结果 + 余数/除数

首先检查除数是否为零（如果是则中止）。

     test eax,eax
     jne .ok
     test edx,edx
     je .divisionByZero
.ok:

将除数向左移动，直到设置 MSB，同时跟踪您做了多少次班次：

    xor ebp,ebp            ;ebp = bits shifted so far
    test edx,(1 << 31)
    jne .l2
.l1:
    shld edx,eax,1
    shl eax,1
    inc ebp
    test edx,(1 << 31)
    jne .l1
.l2:

将当前结果设置为零：

    xor esi,esi
    xor edi,edi

现在将除数移回其原始位置；从剩余分子中减去当前除数并在当前除数小于当前分子时在结果中设置一个位：

.nextBit:
    shld edi,esi,1
    shl esi,1

    cmp ecx,edx
    jb .doneBit
    ja .subtract
    cmp ebx,eax
    jb .doneBit

.subtract:
    sub ecx,edx
    sbb ebx,eax
    or esi,1

.doneBit:
    sub ebp,1
    jnc .nextBit

此时 EDX:EAX 与之前的值相同，EDI:ESI 是结果，ECX:EBX 是余数。

警告：以上所有内容均未经测试。这只是一个示例/描述。

注意：如果数字是有符号的，您需要先从分子和除数中删除符号位；然后在结果中设置符号位，稍后设置余数 ( sign = numerator_sign XOR divisor_sign)。