x64 汇编中 MOV、MOVZX 和 MOVSX 的区别

1. MOV 指令

功能

• 通用的数据传送指令。
• 操作数大小必须相同（例如 mov eax, ebx 合法，但 mov eax, bl 非法）。

高位处理

• 如果操作寄存器的一部分（如 AL → AX），直接复制低位数据，不修改高位。
• 高位可能残留旧值，导致不可预测的结果。

示例

mov  al, 0xFF    ; AL = 0xFF（8位）
mov  ax, al      ; AX = 0x??FF（假设 AX 原值为 0x1234，则结果为 0x12FF）

2. MOVZX 指令（零扩展）

功能

• 将较小的无符号数传送到较大的目标，并用零填充高位。
• 适用于无符号数扩展（例如 0xFF 视为 255）。

规则

• 源操作数 < 目标操作数（如 BYTE → DWORD）。

示例

mov  bl, 0xFF    ; BL = 0xFF（8位）
movzx eax, bl    ; EAX = 0x000000FF（32位，高位清零）

3. MOVSX 指令（符号扩展）

功能

• 将较小的有符号数传送到较大的目标，并用符号位填充高位。
• 适用于有符号数扩展（例如 0xFF 视为 -1）。

规则

• 源操作数 < 目标操作数（如 BYTE → DWORD）。

示例

mov  bl, 0xFF    ; BL = 0xFF（8位，有符号数 -1）
movsx eax, bl    ; EAX = 0xFFFFFFFF（32位，符号位填充）

对比总结

关键示例对比

场景：将 BYTE 类型的 0xFF 扩展到 DWORD

mov   bl, 0xFF     ; BL = 0xFF

; 使用 MOV（非法）
; mov eax, bl      ; 编译错误！

; 使用 MOVZX（无符号扩展）
movzx eax, bl      ; EAX = 0x000000FF（十进制 255）

; 使用 MOVSX（有符号扩展）
movsx eax, bl      ; EAX = 0xFFFFFFFF（十进制 -1）

何时使用？

1. MOV

   • 源和目标操作数大小完全相同（例如 mov eax, ebx）。

2. MOVZX

   • 扩展无符号数（例如图像像素值 0x80 → 0x00000080）。

3. MOVSX

   • 扩展有符号数（例如 -1 → 0xFFFFFFFF）。

总结

• MOV：基础数据传输，操作数大小需一致。
• MOVZX：无符号数扩展，高位填零。
• MOVSX：有符号数扩展，高位填符号位。

理解这些指令的区别，可避免数据截断或符号错误导致的隐蔽问题。

movsx和movsxd指令区别详解

根据一些资料，movsxd实际上是movsx的一种特定形式，专门处理32位到64位的扩展。在早期的x86架构中，movsx可以处理字节到字、字到双字，但在64位模式下，当需要将双字扩展到四字时，引入了movsxd指令。可能的原因是原有的movsx在操作数大小上可能不够明确，或者编码不同。

movsxd（Move with Sign-Extension Doubleword to Quadword）和 movsx（Move with Sign-Extension）是 x86/x86-64 指令集中用于符号扩展的指令，但它们的应用场景和操作数大小有所不同：

1. movsx 指令

• 功能：将较小尺寸的源操作数（8/16/32 位）符号扩展到较大尺寸的目标操作数（16/32/64 位）。
• 支持的扩展类型：
  • 8 位 → 16/32/64 位（例如：movsx eax, byte [mem]）
  • 16 位 → 32/64 位（例如：movsx rax, word [mem]）
  • 32 位 → 64 位（仅在 x86-64 模式下，需用 movsxd，见下文）。
• 适用模式：
  • 32 位模式（扩展至 16/32 位）。
  • 64 位模式（扩展至 16/32/64 位，但 32→64 需用 movsxd）。

2. movsxd 指令

• 功能：专用于在 x86-64 模式下将 32 位操作数符号扩展到 64 位。
• 支持的扩展类型：
  • 32 位 → 64 位（例如：movsxd rax, dword [mem]）。
• 适用模式：
  • 仅限 64 位模式（x86-64）。

关键区别

示例

; 在 64 位模式下：
movsx  rax,  bl   ; 8位 → 64位（符号扩展）
movsx  eax,  bx   ; 16位 → 32位（符号扩展）
movsxd rax, ebx   ; 32位 → 64位（符号扩展）

; 错误用法：
; movsx rax, ebx  ; 不合法！必须用 movsxd

总结

• movsx：通用符号扩展指令，支持多种源和目标大小组合。
• movsxd：x86-64 专用指令，仅处理 32→64 位的符号扩展。
• 在 64 位代码中，将 32 位值扩展到 64 位时，必须使用 movsxd。