英特尔 x86_64 汇编：将 32 位整数转换为 64 位整数的好方法是什么？答案

【问题标题】：Intel x86_64 Assembly: What is good way to convert 32bit integer to 64bit int?英特尔 x86_64 汇编：将 32 位整数转换为 64 位整数的好方法是什么？
【发布时间】：2016-06-12 18:01:52
【问题描述】：

正如标题所说。我这样做的方法：

; eax holds 32bit integer
sal rax, 32
sar rax, 32
;after operation int is converted (rax holds the same value on 64 bits)

有没有更优雅/更好/更快的方法来做到这一点？

【问题讨论】：

@PeterCodes 我认为您的答案是有效的答案。我想您可以将其升级为答案，然后可以接受。你会得到加分:)
完全同意。 @Peter Cordes，感谢您在过去几天提供的所有帮助。这一切都是无价的。你知识渊博。
@JoeyRoosing：我之前没有时间写一个完整的答案。我决定不将其发布为 2 行答案。我希望其他人可能会花时间将我的评论写成一个很好的答案，所以我不必这样做。

标签： assembly int type-conversion x86-64

【解决方案1】：

TL;DR：movsxd，或者对于 eax 特殊情况，cdqe。

就像我在您的previous questions 之一中解释的那样，您可以通过查看编译器输出自己回答这些问题。真的写一个对整数进行符号扩展的函数很容易，然后去查找它在手册中使用的指令：

#include <stdint.h>
int64_t sign_extend(int32_t a) { return a; }

    movsxd   rax, edi
    ret

来自clang -O3 on the Godbolt compiler explorer。

然后在instruction set reference 中查找movsxd，就完成了。（这是英特尔 PDF（x86 标签 wiki 中的链接）的转换，它有一个目录，每条指令都有一个摘要行。其中的文本搜索通常会找到您需要的内容。）

rax 有一个特殊情况，称为cdqe。 8086 直到 386 才有 movsx，只有 al -> ax cbw。

这就是为什么英特尔在 8086 中为 xchg ax, reg 的单字节编码花费 8 个操作码的原因。AMD 可以说应该为 AMD64 回收这些操作码，以用于未来的指令集扩展，因为 AMD64 是第一次（并且可能只有很长时间）打破与 8086 操作码或 386 的 32 位模式机器码向后兼容性的机会。

这就是单字节 NOP (90) 编码的来源：xchg eax,eax 被认为是一种高效执行的特殊情况（不是免费的，但比mov eax,eax 便宜）。在 64 位模式下，它不会将 eax 零扩展为 rax。（英特尔将nop 记录为单独的指令（以及长NOP 编码），并且在xchg 的条目中未提及这种特殊情况行为）

【讨论】：

@DavidC.Rankin：这在 x86 标签 wiki 中已存在数月了：P 如果您喜欢该链接，请查看其中的其他内容；在过去的一年里，我添加了一些好东西。
好信息，我上次查看该页面可能已经一年了。当时它很有用，但我一直在寻找方便的快速参考。很高兴看到它现在出现在页面上。
@DavidC.Rankin：为了我自己的使用，我通常只打开英特尔的 pdf 版本。在一个好的 PDF 查看器中导航条目真的很快，因为它具有内置到 PDF 元数据中的目录。所以例如我可以在索引窗格中单击 ctrl-f movsx。效果很好，除了你必须记住所有的班次都在以sal开头的条目中……Felix Cloutier 的 HTML 版本把表格/图表弄得一团糟，而这些正是 PDF 真正适合矢量洗牌指令的地方，与内在函数指南相比。