assembly - 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

但是像 mul 和 div 这样的助记符只有一个操作数 - source - destination 被硬编码作为rax。这迫使您在需要乘法或除法时设置并跟踪 rax 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。有吗？

Answer 1

mul和div的目标寄存器不是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，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旧指令中对两个操作数进行编码(div 和 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 div 和 mul 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、cdqe 和 cqo 用于为 div 指令准备操作数。

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