32 位和 64 位值是否共享相同的寄存器空间？答案

【问题标题】：Do 32 and 64 bit values share the same register space?32 位和 64 位值是否共享相同的寄存器空间？
【发布时间】：2017-04-26 00:25:11
【问题描述】：

如果我从 32 位寄存器中移动一个值，说：

    movq %rdx,%rax
    movl %edx,%eax

%rax 中存储的值会被破坏吗？

【问题讨论】：

是的，虽然不是你想的那样。您也可以尝试一下。
是的，当然。无论您是否使用 8/16/32/64 位模式寻址，它都是同一个寄存器。这是一个很好的图表：stackoverflow.com/a/228367/14955
@Jester “不是你想的那样。”请详细说明。
@Thilo 他已将rdx 移至rax，然后将edx 移至eax。如果不是因为 32 位操作将高位清零，这通常不会改变任何事情。
见stackoverflow.com/questions/11177137/…

标签： assembly x86-64 att

【解决方案1】：

是的，

您的代码：

mov rax,rdx
mov eax,edx

将执行以下操作。

rax <= rdx
high 32 bits of rax <= 0, low 32 bits of rax <= edx.

分配一个 32 位寄存器将使该寄存器的较高部分归零。

对比：

mov rax,rdx   :  rax <= rdx
mov ax,dx     :  High 48 bits of rax is unchanged!, low 16 bits of rax <= dx

字节寄存器也是如此。

32 位将 64 位寄存器的上部分配为零的原因是它防止了部分寄存器更新，这会导致指令流水线中的延迟。

在 32 或 64 位模式下使用 16 位代码会导致以下情况出现延迟：

mov rax,-1       //1 cycle
mov ax,dx        //1 cycle
                 //stall, the values of rax-upper and ax need to be combined
mov r8,rax       //2 cycles

更好的选择是

mov rax,-1       //1 cycle
movzx eax,dx     //runs concurrent with previous instruction, 0 cycles
mov r8,rax       //1 cycle

//Total 2 cycles, twice as fast.

这段代码并不等同于上面的示例，但这就是重点。您应该尽可能避免部分寄存器更新。另请注意，由于上述原因，movzx eax,dx 等同于 movzx rax,dx。在 x64 上，它短一个字节，因此是首选形式。

请注意，原则上我没有使用 ATT 语法

【讨论】：

“更好的选择”确实更快，但不等同于导致延迟的原始代码。 movzx 使初始的 mov 完全多余。此外，由于本答案前半部分给出的原因，movzx 可以更有效地写为movzx eax, dx。