8086 内存到累加器编码：为什么 mov al, [absolute] 和 mov ah, [absolute] 有不同的大小？

Question

mov al, [10] ; a0 0a 00
mov ah, [10] ; 8a 26 0a 00

使用 NASM 组装上述 8086 汇编代码后，我注意到生成的机器代码存在长度差异（如上面的注释所示，第一个是 3 个字节，另一个是 4 个字节）。两条指令如此相似，为什么会出现这种差异？

从8086手册来看，第一条指令似乎是使用内存到累加器编码来组装的，第二条指令是使用内存到寄存器编码来编码的。

我是汇编新手，所以我确信我遗漏了一些东西，但是为什么第二条指令需要用 mem 编码到 reg 而不是 mem 到累加器？ AH不还是累加器寄存器吗？

Answer 1

AH 不是 8 位版本的“累加器”，而是 AL。

没有 ModRM 字节的特殊情况编码需要操作码来暗示寄存器操作数。 对于方向和操作数大小（加载/存储、8 位和 16 位）的每个组合，只有一个这样的操作码，因此没有剩余位来编码 AH 与 AL。

a0

操作码意味着目标寄存器是AL。 没有暗示 AH 并采用 16 位绝对地址的操作码，因此实际上唯一的选择是 8 位操作数大小的操作码

mov r, r/m

。

8位累加器也是如此，立即运算

test al, imm8

和

sub al, imm8

为2字节，仅针对AL进行特殊编码。
（有关历史的一些信息，请参阅我的codegolf x86机器代码提示答案。我认为其他人也写过一些可能的设计原因，例如8080 asm源代码的高效机械翻译，因为8080是累加器机器，其中大多数ALU指令只能对累加器执行操作，8位A。即使是8086也有一些指令只能对累加器起作用，包括符号扩展，因此花费8

xchg

reg 上的操作码字节与累加器 (AX))

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英特尔当前的手册仍然适用于 16 位模式，并且是可搜索的文本，而不仅仅是倾斜的图片:P https://www.felixcloutier.com/x86/mov 是 PDF 的 HTML 抓取SDM 第 2 卷中的 MOV 条目。
令人困惑的是，

moffs8

是带有绝对地址的8位操作数大小；地址大小是该模式的默认大小，而不是 8 位。 所以相关条目是

A0  MOV AL, moffs8

在 386 及更高版本上，

66

字节是操作数大小前缀，可与 16 位操作数大小操作码一起使用以使操作数大小为 32 位。 如果模式的默认值是 32 位，则相反。 并且

67

字节使地址大小与模式的默认大小相反，例如如果处于 16 位模式，则为 32 位地址；如果处于 32 位模式，则为 16。 不管怎样，要点是你会看到

MOV AX, moffs16

和

MOV EAX, moffs32

具有相同的

A1

操作码，并且取决于你正在组装的模式（

bits 16

与

bits 32

或

bits 64

），汇编器将使用

66h

前缀字节或不使用所需的操作数大小。

知道，英特尔当前的手册应该是可读的，并且它使用特定的寄存器名称，而不仅仅是“累加器”，因为它具有带有确切操作码字节的单独条目，而不是在表中留下通配符

w

位。 这使得阅读起来更加臃肿，并且对于查看模式的帮助较小（例如宽度和方向通常是低 2 位），但确实消除了“累加器”等术语含义的任何歧义。