为何x=5*x/16等价于指定ARM汇编指令？求详细解释

先明确前提：假设初始的x值存储在寄存器r0中，最终计算结果会存入r1。我们逐行拆解汇编指令的作用：

第一行：MOV r0, r0, LSR #4 #

LSR #4是逻辑右移4位操作，对于整数来说，右移n位等价于除以2^n，这里就是除以2^4=16。执行完这行后，r0的值变为x/16（默认针对无符号整数或正数的整除操作）。

第二行：ADD r1, r0, r0, LSL #2 #

这条ARM加法指令是三操作数格式，具体拆解逻辑：

• 第一个操作数是当前的r0，也就是已经算出的x/16；
• 第二个操作数是r0, LSL #2，LSL #2是逻辑左移2位，等价于乘以2^2=4，所以这个操作数的值是4*(x/16)；
• 指令将这两个值相加后存入r1：x/16 + 4*(x/16) = 5*(x/16)，完全对应原表达式5*x/16的计算结果。

本质上，汇编是把5*x/16拆成了(x/16) + 4*(x/16)，用移位代替乘除——这是ARM架构里常见的优化手段，因为移位操作的执行效率远高于乘除指令。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dirky9000