C 或 C++ 中乘法和除法的较高部分？

当我在汇编中将一对 4 字节整数相乘时，结果的较低部分在 EAX 中，较高部分在 EDX 中。如果我使用 C 或 C++ 并且我想获得更高的部分，是否可以不使用内联汇编？

是否可以以同样的方式从 EAX 获得整数除法结果，从 EDX 获得模数结果，而无需在 C 或 C++ 中重复除法？我其实只知道先做a/b进而a%b，而在汇编程序中，两个结果都是在同一操作中给出的。

你可以用 C 语言这样轻松地做到这一点：

#include <stdint.h>

uint32_t a, b;  // input
uint64_t val = (uint64_t)a * b;
uint32_t high = val >> 32, low = val;

让编译器生成尽可能最好的代码。现代优化器确实很擅长。手工编码的程序集通常看起来更好但性能更差。

正如 Pete Becker 所评论的，上述内容取决于类型的可用性uint32_t and uint64_t。如果您坚持顽固的可移植性（假设您正在DS9K），您可以改为使用类型uint_least32_t and uint_least64_t or uint_fast32_t and uint_fast64_t在 C99 下始终可用，但您需要一个额外的掩码，如果不需要，它将被优化：

#include <stdint.h>

uint_fast32_t a, b;  // input
uint_fast64_t val = (uint_fast64_t)a * b;
uint_fast32_t high = (val >> 32) & 0xFFFFFFFF, low = val & 0xFFFFFFFF;

关于除法，可以使用C99库函数div, ldiv or lldiv在一次调用中执行有符号除法和余数运算。如果可能的话，在特定操作数类型的目标架构上，除法/模组合将在一次操作中实现。

编写两个表达式并依靠编译器来检测模式并生成使用单个 IDIV 操作码的代码可能会更有效：

struct divmod_t { int quo, rem; };
struct divmod_t divmod(int num, int denom) {
    struct divmod_t r = { num / denom, num % denom };
    return r;
}

测试于Matt Godbolt 的编译器浏览器 https://godbolt.org/g/oOvl17显示 clang 和 gcc 都生成一个idiv该代码的说明位于-O3.

您可以将这些除法之一转化为乘法：

struct divmod_t { int quo, rem; };
struct divmod_t divmod2(int num, int denom) {
    struct divmod_t r;
    r.quo = num / denom;
    r.rem = num - r.quo * denom;
    return r;
}

请注意，上述函数不会检查潜在的溢出，这会导致未定义的行为。如果发生溢出denom = 0 and if num = INT_MIN and denom = -1.