如果我们只对 64 位寄存器的低 4 字节进行 mov 操作，那么它的高 4 字节是否设置为零

Question

我正在从《计算机系统：程序员的视角》学习 x86-64 汇编，并且遇到了一个练习，要求将一行 C 代码转换为（两个）等效的汇编指令。该代码是关于使用指针将一种类型的变量复制到另一种类型的变量。

指针变量声明如下：

src_t *sp; //src_t and dest_t are typedefs
dest_t *dp;

需要翻译的C代码是：

*dp = (dest_t)*sp;

假设指针sp和分别dp存储在寄存器%rdi和%rsi中，并且我们应该设置%rax（例如 、%eax或%ax）的“适当部分”%al来进行中间数据复制（因为 x86-64 不允许源和目标同时复制）是内存引用）。

现在，当src_tisunsigned char和dest_tis 时long，我为其编写了以下汇编代码：

movzbq (%rdi), %rax //move a byte into %rax with zero extension
movq %rax, (%rsi) //move 8 bytes of 'long' data 

但这本书以及Godboltgcc （与 一起使用-O3）都说它应该是

movzbl  (%rdi), %eax
movq    %rax, (%rsi)

在这种情况下，该字节仅（？）零扩展为 4 个字节（%eax4 个字节长），但我读到如果我们确实喜欢

movl %edx, %rax

那么%rax的高4个字节也将被设置为0。

我有两个问题：

1. 相当于movl %edx, %rax，movl %edx, %eax即后一种情况高4字节是否也设置为0？
2. 相当于movzbq (%rdi), %rax，movzbl (%rdi), %eaxiemovzbl也将较高的 4 个字节设置为零（如movl），即使我们没有提到完整的寄存器（%rax），而只提到其中的一部分（%eax)?

Answer 1

一般来说，在 x86_64 上，任何以 32 位通用寄存器为目标的指令（任何 %eXX 或 %rNd 寄存器）也会将相应 64 位寄存器的高 32 位设置为 0。 32 位目标 0 将其扩展为 64 位。

来自英特尔 IA32 软件开发人员手册（第 3.4.1.1 节）：

在 64 位模式下，操作数大小决定目标通用寄存器中的有效位数量：

• 64 位操作数在目标通用寄存器中生成 64 位结果。
• 32 位操作数生成 32 位结果，并在目标通用寄存器中零扩展为 64 位结果。
• 8 位和 16 位操作数生成 8 位或 16 位结果。该操作不会修改目标通用寄存器的高 56 位或 48 位（分别）。如果 8 位或 16 位运算的结果用于 64 位地址计算，请显式将寄存器符号扩展为完整的 64 位。