引言
上一章我們已經着重討論了數據傳送（或者說復制）指令，相信各位猿友現在都已經對此有一些了解了。說真的，LZ在看第三章的過程中，不斷的被匯編的魅力深深的震撼，這些看似簡單的匯編指令，卻可以將復雜的程序井然有序的執行完畢，實在是讓人驚嘆。時至今日，這本看似枯燥無比卻實則魅力十足的書，已經深深的將LZ吸引了。
希望各位猿友也有這樣的感覺，這是一種非常好的感覺，接下來，各位就一起和LZ來認識認識新的指令吧。
算術與邏輯運算指令
算術與邏輯運算包括很多種，估計各位猿友也能很快的想出來，比如最常見的加減乘除、與或非、左移右移等等。這里可能還有一個各位猿友不太容易想到的，就是取地址運算符，不過這個運算指令卻是LZ看過這一部分之后，覺得最精妙的一個指令。
接下來LZ將書中的一個表格貼上來，各位猿友可以先大致瀏覽下里面的指令。
這里面比較特別的指令就是leal（取地址指令），其余的指令都是比較常規的算術和邏輯運算，相比之下還比較好理解，因此LZ這里重點介紹leal指令，對於其余的指令LZ不會一一介紹，接下來我們就認識一下這個特別的leal指令吧。
leal指令
leal指令是非常神奇的一個指令，它可以取一個存儲器操作數的地址，並且將其賦給目的操作數。如果用C語言當中來對應的話，它就相當於&運算。
比如對於leal 4(%edx,%edx,4),%eax這條指令來講，我們假設%edx寄存器的值為x的話，那么這條指令的作用就是將 4 + x + 4x = 5x + 4賦給%eax寄存器。它和mov指令的區別就在於，假設是movl 4(%edx,%edx,4),%eax這個指令，它的作用是將內存地址為5x+4的內存區域的值賦給%eax寄存器，而leal指令只是將5x+4這個地址賦給目的操作數%eax而已，它並不對存儲器進行引用的值的計算。
為了更好的表示這條指令的效果，LZ這里簡單的畫個圖來表示這一過程。我們假設下圖是執行指令之前，寄存器和存儲器的狀態。
可以看到，此時在存儲器中，地址為5x+4的區域的值為1000。那么此時若是進行movl 4(%edx,%edx,4),%eax操作，很顯然，%eax的值應該為1000，也就是下圖。
但是如果進行leal 4(%edx,%edx,4),%eax操作的話，%eax的值就不是1000了，因為leal指令不會去取存儲器當中的值，因此寄存器%eax的值應該是5x+4。
試想一下，倘若在地址為5x+4的位置存儲的是變量i，那么其實這條指令就相當於&i操作，這也就是C語言當中的&取地址操作的匯編級做法。各位猿友感覺如何，是否很神奇呢。
一個示例
由於其它的指令都相對比較簡單，因此LZ這里就不一一介紹了，這里我們用一個小程序來做一個示例，順便也去看一下上面的算術與邏輯運算指令都是被如何使用的。我們就考慮書上的一個小例子，其中的C程序代碼如下。
int arith(int x, int y , int z){ int t1 = x+y; int t2 = z*48; int t3 = t1&0xFFFF; int t4 = t2*t3; return t4; }
這里面包含了加、乘、與運算，我們使用-O1和-S參數編譯sum.c這個文件，使用cat sum.s查看它，會得到如下的匯編代碼。
.file "sum.c" .text .globl arith .type arith, @function arith: pushl %ebp movl %esp, %ebp
//以上為棧幀建立 movl 16(%ebp), %eax leal (%eax,%eax,2), %edx sall $4, %edx movl 12(%ebp), %eax addl 8(%ebp), %eax andl $65535, %eax imull %edx, %eax
//以下為棧幀完成 popl %ebp ret .size arith, .-arith .ident "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5.1) 4.4.3" .section .note.GNU-stack,"",@progbits
這里面還有leal指令，可以看到程序當中並沒有取地址&操作，所以這里的leal指令不是用來取地址的，LZ使用圖示來給各位演示這個程序的運行過程。首先便是棧幀的建立過程，棧幀建立好以后，寄存器和存儲器的狀態如下所示。
以上便是建立好的棧幀，同上一次一樣，幀指針和棧指針都指向一個新的位置，在幀指針偏移量為8、12、16的地方存儲着傳遞進來的參數x、y、z。接下來我們就開始分析，在匯編代碼層次，是如何完成上述C語言程序當中的一系列動作的。
首先是一個mov指令，它的作用很簡單，就是將參數z取入寄存器，下面是它的匯編代碼以及圖示。
movl 16(%ebp), %eax
上面的指令比較簡單，接下來的這條指令就比較特別了，是一條leal指令。這里的leal指令不是用來取地址的，而是用來進行乘法運算的，它的目的是將%eax寄存器當中的值乘以3，然后發送至%edx寄存器。而采用的方式則是2*x + x的方式，這正是我們之前講過的乘法優化算法，使用移位和加法來計算乘法。接下來看看它的指令與圖示。
leal (%eax,%eax,2), %edx
上面計算3z的目的，在接下來這一條指令就看出來了。接下來的一條指令是sal左移操作，位數為4，左移4位其實就相當於乘以16，因此接下來的一條指令其實就相當於將寄存器%edx當中的值乘以16，這其實剛好是在計算48*z。從這里也可以看出來，在執行C程序的時候，並不一定會按照程序當中的順序去計算。以下是sal指令的內容與圖示。
sall $4, %edx
接下來的指令依然是簡單的取參數y，因此LZ這里就不再多解釋了，直接上內容和圖示。
movl 12(%ebp), %eax
下面的一條指令是add加法指令，它是將左邊操作數的值加到右邊的目的操作數。也就是將內存地址為8(%ebp)的值加到%eax寄存器，而8(%ebp)這個位置存的剛好是x，因此這里計算的便是x+y的值，而結果會存入%eax寄存器。以下是指令的內容和圖示。
addl 8(%ebp), %eax
接下來是一條與運算指令and，它計算的則是t1與0xFFFF（十進制就是65535）的與運算，t1的值為x+y，此時就存在%eax寄存器。我們來看下這條指令的內容與圖示。
andl $65535, %eax
接下來是最后一個計算過程的指令imul乘法指令，它的作用也是將左邊操作數的值乘到右邊的目的操作數上。也就是將%edx寄存器的值乘到%eax寄存器上面去，而%edx此時的值為48*z（也就是t2），而%eax的值為(x+y)&0xFFFF（也就是t3），兩者相乘則得到t4的值，結果將存在%eax寄存器，並且作為返回值返回。以下為內容與圖示。
imull %edx, %eax
到此，我們整個計算過程就結束了，其中用到了一些算術與邏輯運算指令，其實它們並沒有什么難度，相信各位在LZ的圖示解釋下，應該也不難明白。最后則是棧幀的完成部分，以下為當前幀釋放后的狀態。
在這里LZ提一點，各位猿友估計也注意到了，每次在%ebp偏移量為4的位置都是空着的，而參數都在8、12、16這樣的位置，難道偏移量為4的位置是空的嗎。這里其實不是空的，它存儲的是返回地址，只是LZ這里為了簡化理解，因此沒有考慮這些。這一點在后面的過程實現一章中會有詳細的講解。
文章小結
本章的主要內容是認識一些常見的算術與邏輯運算指令，它們其實並不難掌握，接下來的一章，我們將會認識一些不太常用的算術操作指令。總的來說，第三章的內容還是非常有趣的，希望各位猿友要堅持看下去，無論是看書還是看LZ的博文，都未嘗不可。