为什么mov指令直接使用ax而不是两个段寄存器？

Question

我看到代码如下：

mov ax, cs
mov ds, ax
mov es, ax

为什么我不能将其压缩为：

mov ds, cs
mov es, cs

自使用累加器寄存器以来，第一种方式更快吗？ 但这似乎并不直观，因为cs和ds是段寄存器 。 还是有一些我不知道的限制？

顺便说一句，我正在使用nasm。

Answer 1

你不能将段寄存器移动到段寄存器 - 没有指令。

Answer 2

请参阅英特尔手册第2卷指令集参考 - 325383-056US 2015年9月 “MOV移动”列“指令”。

寄存器中唯一的16位mov编码为：

mov r/m16, Sreg

并且“操作码汇总表中的3.1.1.3指令列”解释了：

• r / m16 - 用于操作数大小属性为16位的指令的字通用寄存器或存储器操作数。 通用寄存器一词是：AX，CX，DX，BX，SP，BP，SI，DI。
• Sreg - 段寄存器。

因此mov ds, cs是不可编码的，因为没有mov Sreg, Sreg版本。

Answer 3

这不是汇编语言，而是阻止这些操作的底层机器语言。

虽然汇编由易于阅读的单词或助记符组成，但它们实际上直接代表机器代码的1和0。 在x86 CPU上，每条指令通常由一个字节序列组成，其中单个字节或字节内的偶数位具有含义。 某些位表示指令，其他位表示寻址模式 。 在寄存器寻址模式（如示例）中，某些位表示哪些特定寄存器将用作mov指令的源和目标。

现在x86系列处理器可以追溯到20世纪70年代，当时CPU架构更简单。 在那些日子里， 累加器的概念至关重要 - ax是16位x86累加器。 所有计算都在此寄存器中建立或“累积”，因此可用于所有指令。 其他通用寄存器的使用范围更为有限。

因为指令基于字节，所以您希望尽可能少的字节来表示尽可能快地保持指令解码的指令。 为了尽可能短地保持尽可能多的指令，使蓄能器的使用成为核心。

在更现代的CPU（如Motorola 680x0）上，更多的通用寄存器具有更多的功能，这些功能以前是累加器的域。 在RISC CPU上，所有寄存器都与累加器一样灵活。 我听说在64位模式下，当前的x86 / amd64指令集现在受到的限制要少得多。

Answer 4

微处理器的处理器只有很多空间用于所有指令。 因此，对于很少使用的操作湖改变段寄存器，一般指令通常优于几个特殊目的指令。 此外，对于某些处理器，指令的数量绝对受到架构的限制 - 例如，原始的8080处理器限制为256条指令，因为它们都必须在单个字节中编码操作码。