为什么 x86 mul 和 div 指令仅采用源操作数？

Question

在 x86 汇编中，大多数指令具有以下语法：

operation dest, source

例如，add看起来像

add rax, 10 ; adds 10 to the rax register

但是助记符就像mul并且div只有一个操作数source- 被destination硬编码为rax. rax这迫使您在想要乘法或除法时随时设置并跟踪寄存器，如果您正在进行一系列乘法，这可能会变得很麻烦。

我假设存在与乘法和除法的硬件实现相关的技术原因。有没有？

Answer 1

mul和的目标寄存器div不是rax，而是rdx:rax。这是因为两条指令都返回两个结果；mul返回双宽度结果并div返回商和余数（在采用双宽度输入之后）。

x86 指令编码方案仅允许在传统指令中对两个操作数进行编码（div并且mul很旧，可以追溯到 8086）。只有一个操作数允许专用于另一操作数的位用作操作码的扩展，从而可以编码更多指令。由于divandmul指令使用得不太频繁，并且无论如何都必须对一个操作数进行硬编码，因此对第二个操作数进行硬编码被认为是一种很好的权衡。

这与辅助指令cbw、cwd、cwde、cdq、联系在一起cdqe，cqo用于准备指令的操作数div。

请注意，后来imul引入了指令的其他形式，允许在单字（而不是双字）乘法 (80386) 和常数乘法 (80186) 的常见情况下使用两个 modr/m 操作数。甚至后来，BMI2 引入了一种 VEX 编码mulx指令，允许三个可自由选择的操作数，其中一个源操作数可以是内存操作数。