x86_64下保留零/非零状态将64位寄存器转为32位的最优方法

可选优化方案及对比 #

你提出的popcntq方案已经是代码体积最小的最优解之一，还有两类针对不同优化目标的更优方案可选：

方案1：最低延迟（基础指令集，无扩展依赖）

适用场景：优先追求执行速度，可接受稍大的代码体积和临时寄存器占用

# 输入为rax，输出结果在eax
movq %rax, %rcx
shrq $32, %rcx
orl %ecx, %eax

正确性验证：将rax的高32位移到rcx的低32位，与rax原生低32位做或运算，只要原rax任意一位为1，eax就会非零，完全匹配需求。
性能参数：主流Intel平台下延迟2周期（movq支持寄存器消除，0延迟；shrq 1周期；orl 1周期），吞吐量每周期可执行2组以上，代码总大小9字节。

方案2：最高兼容性（全x86-64平台支持）

适用场景：需要兼容不支持POPCNT的老旧处理器，不需要任何扩展指令集

# 输入为rax，输出结果在eax
testq %rax, %rax
setnz %al
movzbl %al, %eax

正确性验证：testq判断rax是否为零，通过ZF标志位导出结果到8位寄存器al，再零扩展到32位eax，最终eax为0对应原rax为0，为1对应原rax非零。
性能参数：主流Intel平台下延迟2-3周期，代码总大小9字节。

原方案补充说明

你使用的popcntq方案依然是最小代码体积的最优选择：单条指令5字节，不需要额外寄存器，只要目标平台支持POPCNT扩展（2011年之后发布的Intel/AMD处理器均默认支持，对应x86-64 v2及以上规范）就可以正常使用。
注意你提到的直接读取eax的问题确实存在：当rax的高32位非零、低32位全零时（比如你举例的2^61），eax为0但原rax非零，会出现逻辑错误，不可使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Noah