ART世界探险(5) - 计算指令

整数运算

Java的整型运算

我们先看看JVM是如何处理这些基本整数运算的吧。

    public static long add(long a, long b){return a+b;}public static long sub(long a,long b){return a-b;}public static long mul(long a, long b){return a*b;}public static long div(long a,long b){return a/b;}public static long mod(long a,long b){return a%b;}

翻译成字节码是这样的,非常整齐:

  public static long add(long, long);Code:0: lload_01: lload_22: ladd3: lreturnpublic static long sub(long, long);Code:0: lload_01: lload_22: lsub3: lreturnpublic static long mul(long, long);Code:0: lload_01: lload_22: lmul3: lreturnpublic static long div(long, long);Code:0: lload_01: lload_22: ldiv3: lreturnpublic static long mod(long, long);Code:0: lload_01: lload_22: lrem3: lreturn

加是add,减是sub,乘是mul,除是div,取模是rem。

转换成Dalvik指令的话,连lload都省了,更是看起来赏心悦目。

  1: long com.yunos.xulun.testcppjni2.TestART.add(long, long) (dex_method_idx=16778)DEX CODE:0x0000: 9b00 0204                 | add-long v0, v2, v40x0002: 1000                      | return-wide v0

我们看看在ARM上的实现。

ARM的整型运算

C++代码和Java基本上是同出一辙的:

long add(long a, long b){return a+b;
}long sub(long a,long b){return a-b;
}long mul(long a, long b){return a*b;
}long div(long a,long b){return a/b;
}long mod(long a,long b){return a%b;
}

ARM v8a的整数运算

我们看看在AArch64下译成什么:

0000000000000694 <_Z3addll>:694:   8b010000    add x0, x0, x1698:   d65f03c0    ret000000000000069c <_Z3subll>:69c:   cb010000    sub x0, x0, x16a0:   d65f03c0    ret00000000000006a4 <_Z3mulll>:6a4:   9b017c00    mul x0, x0, x16a8:   d65f03c0    ret00000000000006ac <_Z3divll>:6ac:   9ac10c00    sdiv    x0, x0, x16b0:   d65f03c0    ret00000000000006b4 <_Z3modll>:6b4:   9ac10c02    sdiv    x2, x0, x16b8:   9b018040    msub    x0, x2, x1, x06bc:   d65f03c0    ret

ARM v7a的整数运算

AArch32模式下,加减乘都是一条指令

00000fc0 <_Z3addll>:fc0:   4408        add r0, r1fc2:   4770        bx  lr00000fc4 <_Z3subll>:fc4:   1a40        subs    r0, r0, r1fc6:   4770        bx  lr00000fc8 <_Z3mulll>:fc8:   4348        muls    r0, r1fca:   4770        bx  lr

但是除法和取模就不是指令了,得调用函数来处理。

00000fcc <_Z3divll>:fcc:   b508        push    {r3, lr}fce:   f000 e830   blx 1030 <__aeabi_idiv>fd2:   bd08        pop {r3, pc}00000fd4 <_Z3modll>:fd4:   b508        push    {r3, lr}fd6:   f000 e89a   blx 110c <__aeabi_idivmod>fda:   4608        mov r0, r1fdc:   bd08        pop {r3, pc}

算除法的这个函数可是不短啊,我们先看一下,这个将来可供我们学完指令集之后复习用:

00001030 <__aeabi_idiv>:1030:   e3510000    cmp r1, #01034:   0a000030    beq 10fc <__aeabi_idiv+0xcc>1038:   e020c001    eor ip, r0, r1103c:   42611000    rsbmi   r1, r1, #01040:   e2512001    subs    r2, r1, #11044:   0a00001f    beq 10c8 <__aeabi_idiv+0x98>1048:   e1b03000    movs    r3, r0104c:   42603000    rsbmi   r3, r0, #01050:   e1530001    cmp r3, r11054:   9a00001e    bls 10d4 <__aeabi_idiv+0xa4>1058:   e1110002    tst r1, r2105c:   0a000020    beq 10e4 <__aeabi_idiv+0xb4>1060:   e16f2f11    clz r2, r11064:   e16f0f13    clz r0, r31068:   e0420000    sub r0, r2, r0106c:   e3a02001    mov r2, #11070:   e1a01011    lsl r1, r1, r01074:   e1a02012    lsl r2, r2, r01078:   e3a00000    mov r0, #0107c:   e1530001    cmp r3, r11080:   20433001    subcs   r3, r3, r11084:   21800002    orrcs   r0, r0, r21088:   e15300a1    cmp r3, r1, lsr #1108c:   204330a1    subcs   r3, r3, r1, lsr #11090:   218000a2    orrcs   r0, r0, r2, lsr #11094:   e1530121    cmp r3, r1, lsr #21098:   20433121    subcs   r3, r3, r1, lsr #2109c:   21800122    orrcs   r0, r0, r2, lsr #210a0:   e15301a1    cmp r3, r1, lsr #310a4:   204331a1    subcs   r3, r3, r1, lsr #310a8:   218001a2    orrcs   r0, r0, r2, lsr #310ac:   e3530000    cmp r3, #010b0:   11b02222    lsrsne  r2, r2, #410b4:   11a01221    lsrne   r1, r1, #410b8:   1affffef    bne 107c <__aeabi_idiv+0x4c>10bc:   e35c0000    cmp ip, #010c0:   42600000    rsbmi   r0, r0, #010c4:   e12fff1e    bx  lr10c8:   e13c0000    teq ip, r010cc:   42600000    rsbmi   r0, r0, #010d0:   e12fff1e    bx  lr10d4:   33a00000    movcc   r0, #010d8:   01a00fcc    asreq   r0, ip, #3110dc:   03800001    orreq   r0, r0, #110e0:   e12fff1e    bx  lr10e4:   e16f2f11    clz r2, r110e8:   e262201f    rsb r2, r2, #3110ec:   e35c0000    cmp ip, #010f0:   e1a00233    lsr r0, r3, r210f4:   42600000    rsbmi   r0, r0, #010f8:   e12fff1e    bx  lr10fc:   e3500000    cmp r0, #01100:   c3e00102    mvngt   r0, #-2147483648    ; 0x800000001104:   b3a00102    movlt   r0, #-2147483648    ; 0x800000001108:   ea000007    b   112c <__aeabi_idiv0>0000110c <__aeabi_idivmod>:110c:   e3510000    cmp r1, #01110:   0afffff9    beq 10fc <__aeabi_idiv+0xcc>1114:   e92d4003    push    {r0, r1, lr}1118:   ebffffc6    bl  1038 <__aeabi_idiv+0x8>111c:   e8bd4006    pop {r1, r2, lr}1120:   e0030092    mul r3, r2, r01124:   e0411003    sub r1, r1, r31128:   e12fff1e    bx  lr

传统armeabi的整数运算

加减乘还是没有问题:adds,subs,muls,改状态位。

00001248 <_Z3addll>:1248:   1840        adds    r0, r0, r1124a:   4770        bx  lr0000124c <_Z3subll>:124c:   1a40        subs    r0, r0, r1124e:   4770        bx  lr00001250 <_Z3mulll>:1250:   4348        muls    r0, r11252:   4770        bx  lr

除法和取模也是调函数:

00001254 <_Z3divll>:1254:   b508        push    {r3, lr}1256:   f001 ff47   bl  30e8 <_Unwind_GetTextRelBase+0x8>125a:   bd08        pop {r3, pc}0000125c <_Z3modll>:125c:   b508        push    {r3, lr}125e:   f001 ff4b   bl  30f8 <_Unwind_GetTextRelBase+0x18>1262:   1c08        adds    r0, r1, #01264:   bd08        pop {r3, pc}

OAT编译出来的结果

Dalvik和ARM都学完之后,我们就可以看看Dalvik翻成OAT之后的结果是什么样子的了。

先看个加法的吧:

    CODE: (code_offset=0x0050270c size_offset=0x00502708 size=76)...0x0050270c: d1400bf0  sub x16, sp, #0x2000 (8192)0x00502710: b940021f  ldr wzr, [x16]suspend point dex PC: 0x00000x00502714: f81e0fe0  str x0, [sp, #-32]!

复习一下,还是先备份参数到栈里:lr到sp+24,第一个参数到sp+40,第二个参数到sp+48。
然后判断是不是suspend。

      0x00502718: f9000ffe  str lr, [sp, #24]0x0050271c: f90017e1  str x1, [sp, #40]0x00502720: f9001be2  str x2, [sp, #48]0x00502724: 79400250  ldrh w16, [tr] (state_and_flags)0x00502728: 35000130  cbnz w16, #+0x24 (addr 0x50274c)

开始干活了,将那两个参数从sp+40和sp+48里面读回来,到x0和x1中。
然后算加法,结果在x2中。
x2值再送到栈里,再从栈里读回来到x0,最后返回。

      0x0050272c: f94017e0  ldr x0, [sp, #40]0x00502730: f9401be1  ldr x1, [sp, #48]0x00502734: 8b010002  add x2, x0, x10x00502738: f800c3e2  stur x2, [sp, #12]0x0050273c: f840c3e0  ldur x0, [sp, #12]0x00502740: f9400ffe  ldr lr, [sp, #24]0x00502744: 910083ff  add sp, sp, #0x20 (32)0x00502748: d65f03c0  ret0x0050274c: f9421e5e  ldr lr, [tr, #1080] (pTestSuspend)0x00502750: d63f03c0  blr lrsuspend point dex PC: 0x00000x00502754: 17fffff6  b #-0x28 (addr 0x50272c)

减法和乘法也是类似,我们直接看除法:
这时候64位的好处又体现出来了,不用调函数,直接有指令:
Dalvik代码是这样的:

  3: long com.yunos.xulun.testcppjni2.TestART.div(long, long) (dex_method_idx=16780)DEX CODE:0x0000: 9e00 0204                 | div-long v0, v2, v40x0002: 1000                      | return-wide v0

OAT代码,sdiv就搞定了。跟前面我们看到的C代码的结果,吻合得非常好。

    CODE: (code_offset=0x0050280c size_offset=0x00502808 size=96)...0x0050280c: d1400bf0  sub x16, sp, #0x2000 (8192)0x00502810: b940021f  ldr wzr, [x16]suspend point dex PC: 0x00000x00502814: f81d0fe0  str x0, [sp, #-48]!0x00502818: f90017fe  str lr, [sp, #40]0x0050281c: f9001fe1  str x1, [sp, #56]0x00502820: f90023e2  str x2, [sp, #64]0x00502824: 79400250  ldrh w16, [tr] (state_and_flags)0x00502828: 35000190  cbnz w16, #+0x30 (addr 0x502858)

先从sp+64中把除数读进来。
Java先做一件事情,判断除数是不是0。如果除数是0,则cbz会跳转到执行pThrowDivZero去抛出一个除0异常出来。

      0x0050282c: f94023e0  ldr x0, [sp, #64]0x00502830: b40001a0  cbz x0, #+0x34 (addr 0x502864)

判断是否为0之后,还是把x0存到栈里。
再把被除数和除数都从栈里读出来。

      0x00502834: f80143e0  stur x0, [sp, #20]0x00502838: f9401fe0  ldr x0, [sp, #56]0x0050283c: f84143e1  ldur x1, [sp, #20]

开始做除法,结果在x2中,然后存栈里面。再从栈里读回来到x0里,返回。

      0x00502840: 9ac10c02  sdiv x2, x0, x10x00502844: f801c3e2  stur x2, [sp, #28]0x00502848: f841c3e0  ldur x0, [sp, #28]0x0050284c: f94017fe  ldr lr, [sp, #40]0x00502850: 9100c3ff  add sp, sp, #0x30 (48)0x00502854: d65f03c0  ret0x00502858: f9421e5e  ldr lr, [tr, #1080] (pTestSuspend)0x0050285c: d63f03c0  blr lrsuspend point dex PC: 0x00000x00502860: 17fffff3  b #-0x34 (addr 0x50282c)0x00502864: f9422a5e  ldr lr, [tr, #1104] (pThrowDivZero)0x00502868: d63f03c0  blr lrsuspend point dex PC: 0x0000

浮点运算

Java浮点运算

Java真是门好语言啊,JVM已经封装了所有跟浮点相关的细节,基本上从字节码上看,跟长整型只有细节的不同。

    public static double dadd(double a,double b){return a+b;}public static double dsub(double a,double b){return a-b;}public static double dmul(double a,double b){return a*b;}public static double ddiv(double a,double b){return a/b;}

字节码如下:

  public static double dadd(double, double);Code:0: dload_01: dload_22: dadd3: dreturnpublic static double dsub(double, double);Code:0: dload_01: dload_22: dsub3: dreturnpublic static double dmul(double, double);Code:0: dload_01: dload_22: dmul3: dreturnpublic static double ddiv(double, double);Code:0: dload_01: dload_22: ddiv3: dreturn

基本上就是将l换成d,其它没有什么变化。

ARM浮点运算

强大的ARM v8A芯片,已经不输于JVM的设计了,也是很简单。
源代码:

double dadd(double a,double b){return a+b;
}double dsub(double a,double b){return a-b;
}double dmul(double a,double b){return a*b;
}double ddiv(double a,double b){return a/b;
}

ARM v8a的浮点运算

汇编代码:

0000000000000760 <_Z4dadddd>:760:   1e612800    fadd    d0, d0, d1764:   d65f03c0    ret0000000000000768 <_Z4dsubdd>:768:   1e613800    fsub    d0, d0, d176c:   d65f03c0    ret0000000000000770 <_Z4dmuldd>:770:   1e610800    fmul    d0, d0, d1774:   d65f03c0    ret0000000000000778 <_Z4ddivdd>:778:   1e611800    fdiv    d0, d0, d177c:   d65f03c0    ret

我们可以看到,寄存器已经不是x开头的通用寄存器了,而变成了d开头的NEON寄存器。我们实际上是借用了ARM v7a才出现的NEON指令才使得指令变得这么简单。

ARM v7a的浮点运算:

同样是NEON指令,但是v7a的就比v8a的看起来要复杂一点。不过倒更清晰地反映了逻辑事实。
v7a的NEON指令需要用vmov将通用寄存器中的数传送到NEON寄存器中,然后再进行计算。结果再通过vmov送回到通用寄存器中。

00000fde <_Z4dadddd>:fde:   ec41 0b17   vmov    d7, r0, r1fe2:   ec43 2b16   vmov    d6, r2, r3fe6:   ee37 7b06   vadd.f64    d7, d7, d6fea:   ec51 0b17   vmov    r0, r1, d7fee:   4770        bx  lr00000ff0 <_Z4dsubdd>:ff0:   ec41 0b17   vmov    d7, r0, r1ff4:   ec43 2b16   vmov    d6, r2, r3ff8:   ee37 7b46   vsub.f64    d7, d7, d6ffc:   ec51 0b17   vmov    r0, r1, d71000:   4770        bx  lr00001002 <_Z4dmuldd>:1002:   ec41 0b17   vmov    d7, r0, r11006:   ec43 2b16   vmov    d6, r2, r3100a:   ee27 7b06   vmul.f64    d7, d7, d6100e:   ec51 0b17   vmov    r0, r1, d71012:   4770        bx  lr00001014 <_Z4ddivdd>:1014:   ec41 0b17   vmov    d7, r0, r11018:   ec43 2b16   vmov    d6, r2, r3101c:   ee87 7b06   vdiv.f64    d7, d7, d61020:   ec51 0b17   vmov    r0, r1, d71024:   4770        bx  lr

传统ARM的浮点运算

没啥说的,都得函数实现了:

00001248 <_Z3addll>:1248:   1840        adds    r0, r0, r1124a:   4770        bx  lr0000124c <_Z3subll>:124c:   1a40        subs    r0, r0, r1124e:   4770        bx  lr00001250 <_Z3mulll>:1250:   4348        muls    r0, r11252:   4770        bx  lr00001254 <_Z3divll>:1254:   b508        push    {r3, lr}1256:   f001 ff47   bl  30e8 <_Unwind_GetTextRelBase+0x8>125a:   bd08        pop {r3, pc}0000125c <_Z3modll>:125c:   b508        push    {r3, lr}125e:   f001 ff4b   bl  30f8 <_Unwind_GetTextRelBase+0x18>1262:   1c08        adds    r0, r1, #01264:   bd08        pop {r3, pc}

x86芯片的运算指令

几种ARM下的RISC指令集的结果,我们都分析过了。下面我们看看32位的x86芯片上的整数和浮点运算吧。

x86的整数运算

32位的标志是使用32位的寄存器,比如eax,esp,esi。而64位下就是rax等等了。

00005f0 <_Z3addll>:5f0:   8b 44 24 08             mov    0x8(%esp),%eax5f4:   03 44 24 04             add    0x4(%esp),%eax5f8:   c3                      ret    5f9:   8d b4 26 00 00 00 00    lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi00000600 <_Z3subll>:600:   8b 44 24 04             mov    0x4(%esp),%eax604:   2b 44 24 08             sub    0x8(%esp),%eax608:   c3                      ret    609:   8d b4 26 00 00 00 00    lea    0x0(%esi,%eiz,1),%esi00000610 <_Z3mulll>:610:   8b 44 24 08             mov    0x8(%esp),%eax614:   0f af 44 24 04          imul   0x4(%esp),%eax619:   c3                      ret    61a:   8d b6 00 00 00 00       lea    0x0(%esi),%esi00000620 <_Z3divll>:620:   8b 44 24 04             mov    0x4(%esp),%eax624:   89 c2                   mov    %eax,%edx626:   c1 fa 1f                sar    $0x1f,%edx629:   f7 7c 24 08             idivl  0x8(%esp)62d:   c3                      ret    62e:   66 90                   xchg   %ax,%ax00000630 <_Z3modll>:630:   8b 44 24 04             mov    0x4(%esp),%eax634:   89 c2                   mov    %eax,%edx636:   c1 fa 1f                sar    $0x1f,%edx639:   f7 7c 24 08             idivl  0x8(%esp)63d:   89 d0                   mov    %edx,%eax63f:   c3                      ret    

x86的CISC的好处是总不至于要调一段复杂的函数来实现除法。

x86_64的整数运算

我们看看64位的rn寄存器出场之后的x86_64的整型指令吧:

00000000000006e0 <_Z3addll>:6e0:   48 8d 04 37             lea    (%rdi,%rsi,1),%rax6e4:   c3                      retq   6e5:   66 66 2e 0f 1f 84 00    data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)6ec:   00 00 00 00 00000000000006f0 <_Z3subll>:6f0:   48 89 f8                mov    %rdi,%rax6f3:   48 29 f0                sub    %rsi,%rax6f6:   c3                      retq   6f7:   66 0f 1f 84 00 00 00    nopw   0x0(%rax,%rax,1)6fe:   00 00 0000000000000700 <_Z3mulll>:700:   48 89 f8                mov    %rdi,%rax703:   48 0f af c6             imul   %rsi,%rax707:   c3                      retq   708:   0f 1f 84 00 00 00 00    nopl   0x0(%rax,%rax,1)70f:   00 0000000000000710 <_Z3divll>:710:   48 89 fa                mov    %rdi,%rdx713:   48 89 f8                mov    %rdi,%rax716:   48 c1 fa 3f             sar    $0x3f,%rdx71a:   48 f7 fe                idiv   %rsi71d:   c3                      retq   71e:   66 90                   xchg   %ax,%ax0000000000000720 <_Z3modll>:720:   48 89 fa                mov    %rdi,%rdx723:   48 89 f8                mov    %rdi,%rax726:   48 c1 fa 3f             sar    $0x3f,%rdx72a:   48 f7 fe                idiv   %rsi72d:   48 89 d0                mov    %rdx,%rax730:   c3                      retq   731:   66 66 66 66 66 66 2e    data16 data16 data16 data16 data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)738:   0f 1f 84 00 00 00 00 73f:   00 

x86的符点运算

从30多年前的80486开始,x86芯片就自带FPU,不再需要8087或者80387这样的专用FPU。1998年,AMD在k6-2处理器中使用的3D Now!指令集开创了SIMD与浮点数的结合。1999年,Intel也随之推出了支持单精度浮点的SSE指令。后来一直发展到SSE 4.2.
以我们的双精度计算的例子为例,这使用到了2000年发布的Pentium 4才引入的SSE2指令集。movsd,addsd,divsd等这些指令都是SSE2指令。

00000640 <_Z4dadddd>:640:   8d 64 24 f4             lea    -0xc(%esp),%esp644:   f2 0f 10 44 24 18       movsd  0x18(%esp),%xmm064a:   f2 0f 58 44 24 10       addsd  0x10(%esp),%xmm0650:   f2 0f 11 04 24          movsd  %xmm0,(%esp)655:   dd 04 24                fldl   (%esp)658:   8d 64 24 0c             lea    0xc(%esp),%esp65c:   c3                      ret    65d:   8d 76 00                lea    0x0(%esi),%esi00000660 <_Z4dsubdd>:660:   8d 64 24 f4             lea    -0xc(%esp),%esp664:   f2 0f 10 44 24 10       movsd  0x10(%esp),%xmm066a:   f2 0f 5c 44 24 18       subsd  0x18(%esp),%xmm0670:   f2 0f 11 04 24          movsd  %xmm0,(%esp)675:   dd 04 24                fldl   (%esp)678:   8d 64 24 0c             lea    0xc(%esp),%esp67c:   c3                      ret    67d:   8d 76 00                lea    0x0(%esi),%esi00000680 <_Z4dmuldd>:680:   8d 64 24 f4             lea    -0xc(%esp),%esp684:   f2 0f 10 44 24 18       movsd  0x18(%esp),%xmm068a:   f2 0f 59 44 24 10       mulsd  0x10(%esp),%xmm0690:   f2 0f 11 04 24          movsd  %xmm0,(%esp)695:   dd 04 24                fldl   (%esp)698:   8d 64 24 0c             lea    0xc(%esp),%esp69c:   c3                      ret    69d:   8d 76 00                lea    0x0(%esi),%esi000006a0 <_Z4ddivdd>:6a0:   8d 64 24 f4             lea    -0xc(%esp),%esp6a4:   f2 0f 10 44 24 10       movsd  0x10(%esp),%xmm06aa:   f2 0f 5e 44 24 18       divsd  0x18(%esp),%xmm06b0:   f2 0f 11 04 24          movsd  %xmm0,(%esp)6b5:   dd 04 24                fldl   (%esp)6b8:   8d 64 24 0c             lea    0xc(%esp),%esp6bc:   c3                      ret    6bd:   8d 76 00                lea    0x0(%esi),%esi

x86_64的浮点运算

与arm64有异曲同工之妙,不再需要进出xmm的时候做movsd了,retq指令可以直接从xmm寄存器中返回数据。

0000000000000740 <_Z4dadddd>:740:   f2 0f 58 c1             addsd  %xmm1,%xmm0744:   c3                      retq   745:   66 66 2e 0f 1f 84 00    data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)74c:   00 00 00 00 0000000000000750 <_Z4dsubdd>:750:   f2 0f 5c c1             subsd  %xmm1,%xmm0754:   c3                      retq   755:   66 66 2e 0f 1f 84 00    data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)75c:   00 00 00 00 0000000000000760 <_Z4dmuldd>:760:   f2 0f 59 c1             mulsd  %xmm1,%xmm0764:   c3                      retq   765:   66 66 2e 0f 1f 84 00    data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)76c:   00 00 00 00 0000000000000770 <_Z4ddivdd>:770:   f2 0f 5e c1             divsd  %xmm1,%xmm0774:   c3                      retq   775:   66 66 2e 0f 1f 84 00    data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)77c:   00 00 00 00 

MIPS指令集下的计算指令

最后我们看下可能多数同学们都不熟悉的MIPS指令集吧,其实还是很清爽的:

000006b0 <_Z3addll>:6b0:   03e00008    jr  ra6b4:   00851021    addu    v0,a0,a1000006b8 <_Z3subll>:6b8:   03e00008    jr  ra6bc:   00851023    subu    v0,a0,a1000006c0 <_Z3mulll>:6c0:   03e00008    jr  ra6c4:   70851002    mul v0,a0,a1000006c8 <_Z3divll>:6c8:   0085001a    div zero,a0,a16cc:   00a001f4    teq a1,zero,0x76d0:   03e00008    jr  ra6d4:   00001012    mflo    v0000006d8 <_Z3modll>:6d8:   0085001a    div zero,a0,a16dc:   00a001f4    teq a1,zero,0x76e0:   03e00008    jr  ra6e4:   00001010    mfhi    v0000006e8 <_Z4dadddd>:6e8:   03e00008    jr  ra6ec:   462e6000    add.d   $f0,$f12,$f14000006f0 <_Z4dsubdd>:6f0:   03e00008    jr  ra6f4:   462e6001    sub.d   $f0,$f12,$f14000006f8 <_Z4dmuldd>:6f8:   03e00008    jr  ra6fc:   462e6002    mul.d   $f0,$f12,$f1400000700 <_Z4ddivdd>:700:   03e00008    jr  ra704:   462e6003    div.d   $f0,$f12,$f14

mips64位与上面也很相似,整型指令基本是在指令前多个d。浮点除了寄存器变长了,也没什么大的变化。

0000000000000b80 <_Z3addll>:b80:   03e00009    jr  rab84:   0085102d    daddu   v0,a0,a10000000000000b88 <_Z3subll>:b88:   03e00009    jr  rab8c:   0085102f    dsubu   v0,a0,a10000000000000b90 <_Z3mulll>:b90:   03e00009    jr  rab94:   0085109c    dmul    v0,a0,a10000000000000b98 <_Z3divll>:b98:   0085109e    ddiv    v0,a0,a1b9c:   00a001f4    teq a1,zero,0x7ba0:   d81f0000    jrc raba4:   00000000    nop0000000000000ba8 <_Z3modll>:ba8:   008510de    dmod    v0,a0,a1bac:   00a001f4    teq a1,zero,0x7bb0:   d81f0000    jrc rabb4:   00000000    nop0000000000000bb8 <_Z4dadddd>:bb8:   03e00009    jr  rabbc:   462d6000    add.d   $f0,$f12,$f130000000000000bc0 <_Z4dsubdd>:bc0:   03e00009    jr  rabc4:   462d6001    sub.d   $f0,$f12,$f130000000000000bc8 <_Z4dmuldd>:bc8:   03e00009    jr  rabcc:   462d6002    mul.d   $f0,$f12,$f130000000000000bd0 <_Z4ddivdd>:bd0:   03e00009    jr  rabd4:   462d6003    div.d   $f0,$f12,$f13

编译出的OAT的浮点运算

节省篇幅,我们先看个dadd的. Dalvik指令很简单,就是一条add-double.

  3: double com.yunos.xulun.testcppjni2.TestART.dadd(double, double) (dex_method_idx=16780)DEX CODE:0x0000: ab00 0204                 | add-double v0, v2, v40x0002: 1000                      | return-wide v0

跟C++编译出来的一样,OAT生成的arm64指令也是用fadd来实现的,同样没有vmov什么事儿。

    CODE: (code_offset=0x0050280c size_offset=0x00502808 size=76)...0x0050280c: d1400bf0  sub x16, sp, #0x2000 (8192)0x00502810: b940021f  ldr wzr, [x16]suspend point dex PC: 0x00000x00502814: f81e0fe0  str x0, [sp, #-32]!0x00502818: f9000ffe  str lr, [sp, #24]0x0050281c: fd0017e0  str d0, [sp, #40]0x00502820: fd001be1  str d1, [sp, #48]0x00502824: 79400250  ldrh w16, [tr] (state_and_flags)0x00502828: 35000130  cbnz w16, #+0x24 (addr 0x50284c)

存到栈里的两个加数,用ldr可以直接装载到NEON寄存器里。然后直接调用fadd去计算。

      0x0050282c: fd4017e0  ldr d0, [sp, #40]0x00502830: fd401be1  ldr d1, [sp, #48]0x00502834: 1e612802  fadd d2, d0, d10x00502838: fc00c3e2  stur d2, [sp, #12]

双精度浮点数的返回值并不在通用寄存器x0中,而是直接在NEON寄存器d0中。

      0x0050283c: fc40c3e0  ldur d0, [sp, #12]0x00502840: f9400ffe  ldr lr, [sp, #24]0x00502844: 910083ff  add sp, sp, #0x20 (32)0x00502848: d65f03c0  ret0x0050284c: f9421e5e  ldr lr, [tr, #1080] (pTestSuspend)0x00502850: d63f03c0  blr lrsuspend point dex PC: 0x00000x00502854: 17fffff6  b #-0x28 (addr 0x50282c)

然后我们再看除法,Dalvik是div-double。

  4: double com.yunos.xulun.testcppjni2.TestART.ddiv(double, double) (dex_method_idx=16781)DEX CODE:0x0000: ae00 0204                 | div-double v0, v2, v40x0002: 1000                      | return-wide v0

翻译出来的效果也真不错,真接使用NEON寄存器的fdiv。

    CODE: (code_offset=0x0050287c size_offset=0x00502878 size=76)...0x0050287c: d1400bf0  sub x16, sp, #0x2000 (8192)0x00502880: b940021f  ldr wzr, [x16]suspend point dex PC: 0x00000x00502884: f81e0fe0  str x0, [sp, #-32]!0x00502888: f9000ffe  str lr, [sp, #24]0x0050288c: fd0017e0  str d0, [sp, #40]0x00502890: fd001be1  str d1, [sp, #48]0x00502894: 79400250  ldrh w16, [tr] (state_and_flags)0x00502898: 35000130  cbnz w16, #+0x24 (addr 0x5028bc)0x0050289c: fd4017e0  ldr d0, [sp, #40]0x005028a0: fd401be1  ldr d1, [sp, #48]

除了fadd换成了fdiv,其余跟加法没有区别。

      0x005028a4: 1e611802  fdiv d2, d0, d10x005028a8: fc00c3e2  stur d2, [sp, #12]0x005028ac: fc40c3e0  ldur d0, [sp, #12]0x005028b0: f9400ffe  ldr lr, [sp, #24]0x005028b4: 910083ff  add sp, sp, #0x20 (32)0x005028b8: d65f03c0  ret0x005028bc: f9421e5e  ldr lr, [tr, #1080] (pTestSuspend)0x005028c0: d63f03c0  blr lrsuspend point dex PC: 0x00000x005028c4: 17fffff6  b #-0x28 (addr 0x50289c)

ART世界探险(5) - 计算指令相关推荐

  1. ART世界探险(4) - 数据传送指令和桶型移位器

    ART世界探险(4) - 数据传送指令和桶型移位器 数据传送指令 将数在寄存器之间传递,或者将立即数传给寄存器.所谓的立即数,就是直接写在指令里的数,比如MOV X0,100,这个100就是立即数.立 ...

  2. ART世界探险(10) - 异常处理

    ART世界探险(10) - 异常处理 对于编译Java的话,有一个问题不能不考虑,就是异常处理的问题.异常处理是基于Java的语句块的,翻译成本地代码的话,需要针对这些指令的地址进行一下重排. 我们来 ...

  3. ART世界探险(17) - 中层中间代码MIR

    ART世界探险(17) - 中层中间代码MIR Dalvik字节码的指令格式 指令格式分类 Dalvik指令,根据需要的寄存器数目的不同,长度也有所不同. 如下面的结构所示,有下面的这些情况: enu ...

  4. ART世界探险(18) InlineMethod

    ART世界探险(18) InlineMethod 好,我们还是先复习一下上上节学到的图: 在开始InlineMethod之前,我们再继续补充一点BasicBlock的知识. BasicBlock中针对 ...

  5. ART世界探险(6) - 流程控制指令

    ART世界探险(6) - 流程控制指令 分支结构 Java分支结构 我们先来个最简单的,比较大小吧. public static long bigger(long a, long b){if(a> ...

  6. ART世界探险(12) - OAT文件分析(2) - ELF文件头分析(中)

    ART世界探险(12) - OAT文件分析(2) - ELF文件头分析(中) 段(section)的概念 一块内存分配给应用程序之后,从代码的组织上,我们就有将它们分段的需求. 比如,可以分为代码段, ...

  7. 我的世界重置服务器文件指令,我的世界spigot后台文件指令解读

    我的世界spigot后台文件指令解读.spigot服务器目前是很多玩家优先选择开服的服务端.但是很多的玩家开服之后不会配置spigot后台文件,有些指令不理解怎么使用.这里给大家从Wiki上整理了一些 ...

  8. 我的世界服务器设置复活位置,我的世界联机设置复活点指令 | 手游网游页游攻略大全...

    发布时间:2016-07-09 我的世界怎么设置复活点 我的世界出生点指令攻略.今天小编就为大家带来我的世界出生点设置指令,大家都知道这款游戏中是可以死亡的,复活时设置复活点那就要用到此命令了!希望此 ...

  9. 我的世界服务器修改皮肤指令,我的世界服务器

    发布时间:2016-04-15 我的世界服务器领地指令一览 我的世界领地指令攻略.我的世界是很热门的一款游戏,而很多玩家不知道在我的世界服务器中怎么使用领地服务器指令,不知道的玩家请往下看. 一.设置 ...

最新文章

  1. 开源中国git关联xcode操作步骤
  2. 您知道为何要采用固定的迭代周期吗
  3. InitializeComponent()有什么作用?
  4. myeclipse 清理项目缓存的几大步骤
  5. SpringBoot(2)之自定义配置
  6. vision画流程图的软件_产品流程图的定义,作用和画法
  7. iOS iOS9下实现app间的跳转
  8. 作者:石勇(1956-),男,中国科学院大学经济管理学院教授、博士生导师
  9. FrameBuffer编程二(简单的程序上)
  10. 关于字符串和字节编码的问题(转)
  11. 再论《IT人员应聘建议》
  12. JQuery学习系列(三)语法
  13. 11个优秀PHP开发框架-专门为开发人员准备
  14. 信息流媒体变现_抖音信息流投放优势,为什么选择抖音信息流广告投放呢?
  15. 【JavaScript】回流(reflow)与重绘(repaint)
  16. java大学实用教程(第四版)_Java大学实用教程(第4版)
  17. Allwinner(全志)V3s Camera sensor Support List
  18. 一、Java入门基础
  19. 【H.264/AVC 句法和语义详解】(十二):H264中的帧场编码模式详解
  20. 【无标题】报班第一节课

热门文章

  1. 为什么总有人会认为斗地主靠运气就能打好?
  2. voc2012数据集下载链接
  3. paddleBoBo虚拟主播
  4. 如何把图片pdf转换成txt
  5. 使用CUDA显卡加速SDK实现 H264编码
  6. 阿里云服务器漏洞修复
  7. MD5加密的一般使用场景
  8. 线性代数计算器C语言程序,新手作品:行列式计算C语言版
  9. 安装java失败删除不掉_问题8:Java程序安装却删除不了怎么办?
  10. 删除ATI催化剂控制中心桌面右键菜单