将寄存器与自身进行 XOR 是清零的惯用做法，为什么不使用 sub？

Source: Hacker News

为什么使用 xor eax, eax 将寄存器清零

Matt Godbolt，因 Compiler Explorer 而闻名，写了一篇简短的文章，讨论了 x86 编译器为何偏爱 xor eax, eax 指令（原文链接）。

该指令是 x86 上将寄存器置零的最紧凑方式。它比更直观的 mov eax, 0 短几字节，因为它避免了对四字节立即数的编码。x86 架构没有专用的零寄存器，所以必须从头把寄存器清零。

与 sub eax, eax 的比较

xor eax, eax 与 sub eax, eax 编码字节数相同，且在现代 CPU 上的延迟相似，但它们对标志位的影响不同：

sub eax, eax 会清除 AF 标志，而 xor eax, eax 则让它保持未定义。除这一细微差别外，这两条指令在将寄存器清零的目的上表现相似。

历史与微架构原因

早期的编译器选择 xor 来清零寄存器后，引发了连锁效应：开发者在生成的代码中看到这种模式，便认为它是最佳选择，从而进一步强化了其使用。

Intel 后来在指令译码前端加入了对 xor r, r（以及 sub r, r）模式的特殊检测，将目标寄存器重命名为内部的零寄存器并跳过执行阶段。这使得该指令实际上 零延迟，并且打破了依赖链，因为结果无论输入为何都已知为零。

虽然两种模式都获得了这种特殊处理，但某些 CPU 厂商可能仅对 xor r, r 进行了优化。Stack Overflow 上的讨论指出了这一担忧：How many ways to set a register to zero?。人们普遍认为 xor 在所有平台上都得到优化，这让它在实际使用中更具优势。

额外闲聊

• 我的前同事 Jeff Par 更倾向于使用 sub r, r 来清零寄存器。阅读他的汇编代码时，出现 sub 往往是他的标志。
• xor 技巧在 Itanium 上不起作用，因为数学运算 不会重置 NaT 位（Old New Thing blog）。幸运的是，Itanium 提供了专用的零寄存器（Old New Thing blog），因此不需要这种技巧。