匯編語言中關于32bit整數(shù)除法的快速實現(xiàn)

眾所周知在Intel80x86指令集中有div這么一條指令,在32bit下,其功能是把edx,eax組成的64bit無符號整數(shù)(edx高32bit,eax低32bit)除以原32bit操作數(shù),商放入eax中,余數(shù)放入edx中,但是在很多情況下我們的被除數(shù)只有32bit,除數(shù)是一個固定的值,此時如果還使用div指令,會使程序運行效率下降,我為此想到一種方法,可以比通常的div指令在時間上快很多,具體的實現(xiàn)原理很簡單,我們可以使用mul指令來代替div指令,要知道m(xù)ul的執(zhí)行所消耗的cpu周期大大低于div指令所消耗的,那如何做呢?

我們回想我們上小學的時候,老師們就講過除以一個數(shù)等于乘以這個數(shù)的倒數(shù),對,就是這個簡單的法則!但一個問題又來了,一個大于1的整數(shù)的倒數(shù)小于1啊,是小數(shù)啊,而mul指令只能做無符號整數(shù)乘法啊.這的確是個問題,但我有很好的解決方法,我一切的思想都是從二進制出發(fā)的,但為此我們最多只能完成32bit除以32bit了.

現(xiàn)在我們假設235/10,對應的二進制表達就是11101011b/1010b,此時我們用mul來實現(xiàn),我們先求出10的倒數(shù)1/10,1/10=0.000110011001100110011001100......b,是小數(shù)怎么辦呢?我們可以把她變成整數(shù),為了得到更精確的結果,我們取精度最高的32bit整數(shù)110011001100...1101(0xCCCCCCCD),相當于左移了35位,這樣結果很明顯也左移的35位,我們發(fā)現(xiàn)本來左移35位后0位應該是0啊?怎么是1呢,這主要是從精度上考慮,我們可以忍受結構比實際的大這么一點點,因為可以使用and指令來屏蔽掉,得到正確的商,但如果結果小于了,那就沒辦法了.

說這么多我們來看看具體的程序,我采用把32bit無符號數(shù)轉換為10進制字符串輸出的函數(shù)為例子來說明這個方法的優(yōu)越性.

這是通常的方法:

printfd proc UnInteger,lpBuff

xor edx,edx

mov ecx,10

mov edi,lpBuff

mov eax,UnInteger

add edi,10

mov byte ptr[edi],dl

@@:

div ecx

dec edi

or edx,30h

mov [edi],dl

xor edx,edx

test eax,eax

jnz @b

mov eax,edi;此時eax為轉換后的字符串首地址

ret

printfd endp

下面是改進的方法:

printfd proc UnInteger,lpBuff

mov esi,lpBuff

mov eax,UnInteger

add esi,10

mov ecx,0CCCCCCCDh

mov byte ptr[esi],0

@@:

mov ebx,eax

mul ecx

mov eax,edx

and edx,-8;屏蔽誤差

shr eax,3

sub ebx,eax

sub ebx,eax

sub ebx,edx

or ebx,30h

dec esi

mov [esi],bl

test eax,eax

jnz @b

mov eax,esi;此時eax為轉換后的字符串首地址

ret

printfd endp

經過我的測試,第二個的處理時間大約為第一個的1/3,當然是在處理同一個數(shù)的情況下.