将较小大小的值移动到寄存器中

Posted 2023-02-16

【中文标题】将较小大小的值移动到寄存器中

【英文标题】：Moving a value of a lesser size into a register

【发布时间】：2020-08-13 06:10:48

【问题描述】：

我存储了一个单字节值8，我想将它移到rax 寄存器中。我目前正在使用movzx 对字节进行零扩展：

.globl main
main:
    push %rbp
    mov %rsp, %rbp
    movb $8, -1(%rbp)
    movzx -1(%rbp), %rax <-- here
    ...

movzx 指令如何“知道”-1(%rbp) 处的值只有一个字节长？从这里说，如果我正确阅读它，它可以在byte 和word 上工作，但它怎么知道呢？例如，如果我在-2(%rbp) 处添加了一个两字节值，它如何知道获取该两字节值？是否有另一条指令可以让我在某个地址处获取 one 或 two 或 four 字节值并将其插入 64 位寄存器？

我想另一种方法是先将寄存器清零，然后将其添加到 8 位（或许多位）组件中，例如：

mov $0, %rax
mov -1(%rbp), %al

有没有一种方式比另一种方式更受欢迎？

【参考方案1】：

它是模棱两可的并且依赖于一些默认值，你不应该写这样的代码。

这就是 AT&T 语法具有 movzb 和 movzw 指令（通常用作 movzbl -1(%rbp), %eax）的原因，用于 Intel 语法 movzx 助记符的两种不同源大小。请参阅Are x86 Assembly Mnemonic standarized?（不，AT&T 编造了新名称。）

是的，您可以 xor %eax,%eax / mov -1(%rbp), %al 合并到低字节中，但这毫无意义的低效。 x86-64 保证 movzx 等 386 条指令的可用性。

令人惊讶的是，movzx -1(%rbp), %rax 确实组装了。如果你组装它，然后用 objdump -d foo.o 反汇编回 AT&T 语法，你会得到 movzbq（字节到四边形），包括一个无用的 REX 前缀，而不是在编写 EAX 后让 implicit zero-extension do the job。

48 0f b6 45 ff          movzbq -0x1(%rbp),%rax

或者用objdump -drwC -Mintel反汇编成Intel语法：

48 0f b6 45 ff          movzx  rax,BYTE PTR [rbp-0x1]

---

有趣的事实：如果你只写movz，GAS 无法推断出movzb 与movzw，因为movz 不是指令助记符。与可以从操作数推断出的操作数大小后缀不同，b 和 w 被视为助记符的一部分。但是你可以写movzx，然后它会从寄存器操作数中推断出两种大小，就像在 Intel 语法模式中一样。

   5:   0f b6 c0                movzbl %al,%eax         # source: movzx %al, %eax
   8:   0f b7 c0                movzwl %ax,%eax         # source: movzx %ax, %eax

movzw 和movzb 本身就像指令助记符（可以从目标寄存器推断大小后缀）。半相关：What does the MOVZBL instruction do in IA-32 AT&T syntax?

还相关：一张 cdq 等等价物表，以 movsx 和 AT&T 等价物：What does cltq do in assembly?

也相关：MOVZX missing 32 bit register to 64 bit register - 因为这隐含在写入 32 位寄存器中。

【参考方案2】：

movzx 指令如何“知道”-1(%rbp) 处的值只有一个字节长？

有两个（甚至三个）指令：

movzxb（-1(%rbp) 是一个字节长）和movzxw（-1(%rbp) 是一个 16 位字长）。

我的汇编程序将movzx 解释为movzxb；但是，您不应该依赖它！

最好使用包含源大小的指令名称（movzxb 或movzxw），以确保汇编器使用正确的指令。

【讨论】：

太好了，感谢您的澄清。是否有第三条 32 位长的指令？

@samuelbrody1249 对于movsx 指令，movsxl 使用 32 位源。 movzxl 似乎不存在，因为任何写入%eax 寄存器的操作都会隐式地将%rax 的高32 位设置为零。所以你可以简单地做一个mov -1(%rbp), %eax 指令。

movzxb 是 Intel 和 AT&T 语法的突变混合体。我不会推荐它，编译器从不使用它，我也从未在任何地方看到过它。不过，它显然与标准 AT&T movzb 等效。我很惊讶，我希望它是 movzx 的目标大小覆盖并且失败了。 （可能我完全弄错了，这在某处被记录或标准化，但我从未见过。）

请注意，这些的标准 AT&T 助记符是 movzbl 和 movzwl。从 X 尺寸到 Y 尺寸的零扩展移动始终为 movzXY，符号扩展移动始终为 movsXY。