是否可以访问32位和64位寄存器的较高部分？如果是这样，哪个？

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+------------------------------+---------------+-------+-------+
|                             rax                              |
+------------------------------+---------------+-------+-------+
            (???)              |              eax              |
                               +---------------+-------+-------+
                                     (???)     |       ax      |
                                               +-------+-------+
                                               |  ah   |   al  |
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#1 楼

是否可以访问32位和64位寄存器的较高部分？如果是，是哪一个？


无法直接访问EAX和RAX寄存器或任何其他32位和64位寄存器的较高部分。如果您有兴趣这样做，则必须使用间接指令序列。这是因为在任何指令中都没有编码来访问这些部分。


假设不可能，这是什么原因造成的？


正如@nordwald在下面的评论中指出的那样，它在手册中的定义很简单。要获得更详细的官方答案，我们需要询问规范定义的成员。我们可以肯定地认为，核心原因是提供对所有可用寄存器分数的访问权的成本超出了收益。过去的t：



更多可用寄存器空间的好处

在16位寄存器期间，寄存器稀缺（由于芯片制造）费用），而芯片则吹嘘着可供用户使用的寄存器数量。需要更多的寄存器。公开半寄存器可以更好地利用可用的（宝贵和昂贵）寄存器房地产。随着时间的流逝，越来越多的寄存器可供使用，对更好地使用确切的寄存器大小的需求减少了。如今，您只能将64位寄存器用于其低位字节或字，而不必担心没有足够的寄存器。


增加指令集的成本

由于可用的指令集相对较小并且只有几个寄存器，因此有足够的位可用于编码寄存器的另一半，而不会增加指令集的大小。在最初的16位寄存器天中，使用了大多数可用的指令集空间。转移到32位（然后再转移到64位），而不是重新实现具有不同寄存器大小前缀的相同指令（例如，对于32位寄存器为0x66），其余指令保持不变。这使得在16位原始指令集之上支持32位寄存器变得微不足道，但是访问这些寄存器的较高部分需要更复杂的设计。您会注意到只有8个全尺寸寄存器（AX，CX，DX，BX，SP，BP，SI和DI）以及仅8个半尺寸寄存器（AL，CL，DL，BL，AH，CH，DH，q4312079q ，因此只需要3位即可指定所需的寄存器。

现在，对寄存器的所有部分进行编码会增加指令集和总体CPU复杂度。


支持遗留代码

当英特尔制造第一个16位处理器（8086处理器系列）时，他们希望保持所谓的源兼容性。这意味着可以将8位处理器（Z80 / 8080）代码组装为16位处理器，而无需更改代码/源代码，尽管可以更改指令的基本二进制表示形式。因此，即使完全重新设计了指令二进制表示并且新的CPU不支持8位模式（与32位和64位二进制模式不同），8位寄存器也必将保留在早期的8位处理器中向后兼容）。 Z80处理器系列具有六个8位寄存器，可以一起访问以形成16位字。

此外，从16位处理器过渡到32位处理器，再从32位处理器过渡到64位处理器，需要保持向后兼容性并支持传统执行模式。因此，通过对多个指令保留相同的指令集和相同的二进制编码，从而“保持”半寄存器作为可用指令集的一部分，可以保持相同的二进制编码。


寄存器访问同步的成本

随着流水线优化的日益流行，同步寄存器访问的负担（除其他外）也增加了，这使得CPU难以跟踪

在现代CPU中，半寄存器实际上并不与全寄存器重叠，而是当更改一个寄存器时，CPU在所有其他寄存器上设置一个特殊的无效标志，因此它将知道如果访问其他寄存器，则读取更新的寄存器。这样可以进行高级CPU级别的优化（例如，重命名寄存器），但是当半尺寸寄存器可互换使用（不再那么频繁）时，实际上会使执行速度变慢。
半尺寸寄存器仅部分可用以

开始，尽管您可能会假设并非如此，但并非总是可以访问或使用半尺寸寄存器。例如，您不能压入一半寄存器（没有“ Push AL”）。这样做是为了仅支持使半寄存器有用的最低要求，但不会将其视为全吹寄存器。 ，有些可能与原始决定无关，某些原始原因可能在此处缺失，等等。这些仅仅是有根据的猜测和YMMV

#2 楼

确实，这是一个错误的问题。 AH是例外。

现在真正的问题是，为什么AH是一个例外？它是8086年代的旧寄存器。它的存在是为了方便从8080移入代码。

8080与8086的寄存器不同，因此您不能直接移入代码。特别是，它没有AL，AH或AX寄存器。它确实有一个8位的A累加器和一个8位的F标志寄存器，它们组合在一起形成一个16位的AF寄存器。

8086保留了16位累加器，但将标志移到了自己的寄存器中。但是，仍然有残留物。 LAHF从AH的低8位加载F，而AL中的低8位保持不变。该指令简化了将8080代码移植到8086的过程。是的，在2018年Core i9中仍然提供对8080的支持。

#3 楼

更新：感谢Nirlzr，我发现我错过了帖子底部的重点。这个答案尽管不是OP所寻找的，但对于正在寻找访问这些位的方式的任何人可能有用。很遗憾缺少OP的歉意！

几年前，我实际上写了一篇有关此主题的深入文章：访问和修改x86和x64寄存器中的高位

因此，虽然没有任何直接指令专门用于访问32位或64位寄存器的上半部分，但是您可以使用移位和旋转指令来获取该数据（选择哪种方式主要取决于您是否在意）关于保持寄存器下半部分中位的完整性）。

我会在这里零碎文章，以获得更肉体的答案，但最好只阅读这篇文章，是，它具有非常有意的流程，其中包含大量示例。