x86-64 中 movq 和 movabsq 的区别
Difference between movq and movabsq in x86-64
我说的是 x86-64 Intel 架构中的数据移动指令。我读到常规 movq 指令只能有直接源操作数，可以表示为 32 位二进制补码，而 movabsq 指令可以有任意 64 位立即值作为其源操作数并且只能有一个寄存器作为目标。
能否详细说明一下？这是否意味着我可以仅使用 movabsq 指令移动 64 位立即数？并且仅从立即值到寄存器？我不知道如何将 64 位立即值移动到内存中。或者也许我在这里弄错了一些重要的东西。
除非您的 64 位值可以编码为 32 位符号扩展立即数，否则您必须先将其移动到寄存器然后存储。 （或者做两个单独的 32 位存储，或其他更糟糕的解决方法来获取您想要的字节。）
在 NASM / Intel 语法中，mov r64, 0x... 根据常量选择 a MOV encoding。直接操作数有四种可供选择：
- 5 字节
mov r32, imm32。 (zero-extended to fill the 64-bit register like always)。美国电话电报公司：mov/movl
- 6+ 字节
mov r/m32, imm32。仅对内存目的地有用。美国电话电报公司：
mov/movl
- 7+ 字节
mov r/m64, sign-extended-imm32。 可以向内存存储 8 个字节，或者将 64 位寄存器设置为负值。美国电话电报公司：mov/movq
- 10 字节
mov r64, imm64。 （这是与 mov r32, imm32 相同的无 ModRM 操作码的 REX.W=1 版本）AT&T：movabs，或 mov / movq 具有宽常数.
（字节数仅用于寄存器目的地，或不需要 SIB 字节或 disp8/disp32 的寻址模式：仅操作码 + ModR/M + imm32，如 mov dword [rdi], 123）
一些 Intel 语法 assemblers（但不是 GAS，除非你使用 as -Os 或 gcc -Wa,-Os）将优化 32 位常量，如 mov rax, 1 到 5 字节mov r32, imm32（NASM 这样做），而其他人（如 YASM）将使用 7 字节 mov r/m64, sign-extended-imm32。他们都只对大常量选择imm64编码，不需要使用特殊的助记符。
或者使用 equ 常量，YASM 有时会使用 10 字节版本，即使是小常量，不幸的是。
在 GAS 中使用 AT&T 语法
movabsq 表示机器代码编码将包含一个 64 位值：立即数或绝对内存地址。（还有另一组mov 的特殊形式的 load/store al/ax/eax/rax from/to 一个绝对地址，而它的 64 位版本使用 64 位绝对地址，而不是相对地址。AT&T 语法也调用 movabs，例如 movabs 0x123456789abc0, %eax).
即使数字很小，例如 movabs , %rax，您仍然可以获得 10 字节的版本。
此what's new in x86-64 guide中使用 AT&T 语法提到了其中一些。
然而，mov 助记符（带或不带 q 操作数大小后缀）将根据立即数的大小在 mov r/m64, imm32 和 mov r64, imm64 之间选择. （请参阅 ，因为此答案的第一个版本猜错了 GAS 对 movq 的大 assemble-时间常数所做的事情，因此存在后续行动。）
但是直到 link 时间才知道符号地址，因此当 assembler 选择编码时它们不可用。 在至少在针对 Linux ELF 目标文件时，GAS 假设如果您没有使用 movabs，您打算使用 32 位绝对值。 （YASM 对 mov rsi, string 执行相同的 R_X86_64_32 重定位，但 NASM 默认为 movabs，产生 R_X86_64_64 重定位。）
如果出于某种原因你想使用符号名称作为绝对立即数（而不是通常更好的 RIP 相对 LEA），你确实需要 movabs
（在 OS X 上的 Mach-O64 等目标上，movq $symbol, %rax 可能总是选择 imm64 编码，因为 32 位绝对地址永远无效。有一些 MacOS 关于 SO 的问答，我认为人们说他们的代码使用 movq 将数据地址放入寄存器。）
Linux/ELF 上的示例 $symbol 立即数
mov $symbol, %rdi # GAS assumes the address fits in 32 bits
movabs $symbol, %rdi # GAS is forced to use an imm64
lea symbol(%rip), %rdi # 7 byte RIP-relative addressing, normally the best choice for position-independent code or code loaded outside the low 32 bits
mov $symbol, %edi # optimal in position-dependent code
用 GAS 组装成目标文件（.bss; symbol:），我们得到这些重定位。请注意 R_X86_64_32S（有符号）与 R_X86_64_32（无符号）与 R_X86_64_PC32（相对于 PC）32 位重定位之间的区别。
0000000000000000 <.text>:
0: 48 c7 c7 00 00 00 00 mov [=11=]x0,%rdi 3: R_X86_64_32S .bss
7: 48 bf 00 00 00 00 00 00 00 00 movabs [=11=]x0,%rdi 9: R_X86_64_64 .bss
11: 48 8d 3d 00 00 00 00 lea 0x0(%rip),%rdi # 18 <.text+0x18> 14: R_X86_64_PC32 .bss-0x4
18: bf 00 00 00 00 mov [=11=]x0,%edi 19: R_X86_64_32 .bss
链接到非 PIE 可执行文件 (gcc -no-pie -nostdlib foo.s)，我们得到：
4000d4: 48 c7 c7 f1 00 60 00 mov [=12=]x6000f1,%rdi
4000db: 48 bf f1 00 60 00 00 00 00 00 movabs [=12=]x6000f1,%rdi
4000e5: 48 8d 3d 05 00 20 00 lea 0x200005(%rip),%rdi # 6000f1 <__bss_start>
4000ec: bf f1 00 60 00 mov [=12=]x6000f1,%edi
当然这不会 link 到 PIE 可执行文件中，因为 32 位绝对重定位。 movq $symbol, %rax 在现代 Linux 发行版 上无法与正常 gcc foo.S 一起使用。 32-bit absolute addresses no longer allowed in x86-64 Linux?。 （请记住，正确的解决方案是 RIP 相关的 LEA，或者制作静态可执行文件，而不是实际使用 movabs）。
movq 总是 7 字节或 10 字节的形式，所以不要使用 mov , %rax 除非你想要一个更长的指令用于对齐目的（而不是稍后用 NOP 填充。 ).使用 mov , %eax 获取 5 字节形式。
注意 movq [=63=]xFFFFFFFF, %rax 不能使用 7 字节形式，因为它不能用 符号扩展 32 位立即数表示，并且需要imm64 编码或 %eax 目标编码。 GAS 不会为您进行此优化，因此您只能使用 10 字节编码。你肯定想要 mov [=65=]xFFFFFFFF, %eax.
movabs 直接来源始终是 imm64 形式。
（movabs 也可以是具有 64 位绝对地址和 RAX 作为源或目标的 MOV encoding：如 REX.W + A3 MOV moffs64, RAX）。
I don't see how I can move a 64-bit immediate value to memory.
这是一个单独的问题，答案是：不能。 insn ref manual entry for MOV 清楚地表明：唯一具有 imm64 立即操作数的形式只有寄存器目标，而不是 r/m64。
如果您的值适合符号扩展的 32 位立即数，movq [=70=]x123456, 32(%rdi) 将对内存进行 8 字节存储。限制是高 32 位必须是位 31 的副本，因为它必须可编码为符号扩展 imm32。
相关：
- why we can't move a 64-bit immediate value to memory? - 计算机体系结构/ISA 设计原因。
（使用 5 字节 mov r32, imm32 作为优化，或者在任何情况下使用 RIP 相关的 LEA，除了符号可能超过 2GiB 的大内存模型。）
我说的是 x86-64 Intel 架构中的数据移动指令。我读到常规 movq 指令只能有直接源操作数，可以表示为 32 位二进制补码，而 movabsq 指令可以有任意 64 位立即值作为其源操作数并且只能有一个寄存器作为目标。
能否详细说明一下？这是否意味着我可以仅使用 movabsq 指令移动 64 位立即数？并且仅从立即值到寄存器？我不知道如何将 64 位立即值移动到内存中。或者也许我在这里弄错了一些重要的东西。
除非您的 64 位值可以编码为 32 位符号扩展立即数，否则您必须先将其移动到寄存器然后存储。 （或者做两个单独的 32 位存储，或其他更糟糕的解决方法来获取您想要的字节。）
在 NASM / Intel 语法中，mov r64, 0x... 根据常量选择 a MOV encoding。直接操作数有四种可供选择：
- 5 字节
mov r32, imm32。 (zero-extended to fill the 64-bit register like always)。美国电话电报公司：mov/movl - 6+ 字节
mov r/m32, imm32。仅对内存目的地有用。美国电话电报公司：mov/movl - 7+ 字节
mov r/m64, sign-extended-imm32。 可以向内存存储 8 个字节，或者将 64 位寄存器设置为负值。美国电话电报公司：mov/movq - 10 字节
mov r64, imm64。 （这是与mov r32, imm32相同的无 ModRM 操作码的 REX.W=1 版本）AT&T：movabs，或mov/movq具有宽常数.
（字节数仅用于寄存器目的地，或不需要 SIB 字节或 disp8/disp32 的寻址模式：仅操作码 + ModR/M + imm32，如 mov dword [rdi], 123）
一些 Intel 语法 assemblers（但不是 GAS，除非你使用 as -Os 或 gcc -Wa,-Os）将优化 32 位常量，如 mov rax, 1 到 5 字节mov r32, imm32（NASM 这样做），而其他人（如 YASM）将使用 7 字节 mov r/m64, sign-extended-imm32。他们都只对大常量选择imm64编码，不需要使用特殊的助记符。
或者使用 equ 常量，YASM 有时会使用 10 字节版本，即使是小常量，不幸的是。
在 GAS 中使用 AT&T 语法
movabsq 表示机器代码编码将包含一个 64 位值：立即数或绝对内存地址。（还有另一组mov 的特殊形式的 load/store al/ax/eax/rax from/to 一个绝对地址，而它的 64 位版本使用 64 位绝对地址，而不是相对地址。AT&T 语法也调用 movabs，例如 movabs 0x123456789abc0, %eax).
即使数字很小，例如 movabs , %rax，您仍然可以获得 10 字节的版本。
此what's new in x86-64 guide中使用 AT&T 语法提到了其中一些。
然而，mov 助记符（带或不带 q 操作数大小后缀）将根据立即数的大小在 mov r/m64, imm32 和 mov r64, imm64 之间选择. （请参阅 movq 的大 assemble-时间常数所做的事情，因此存在后续行动。）
但是直到 link 时间才知道符号地址，因此当 assembler 选择编码时它们不可用。 在至少在针对 Linux ELF 目标文件时，GAS 假设如果您没有使用 movabs，您打算使用 32 位绝对值。 （YASM 对 mov rsi, string 执行相同的 R_X86_64_32 重定位，但 NASM 默认为 movabs，产生 R_X86_64_64 重定位。）
如果出于某种原因你想使用符号名称作为绝对立即数（而不是通常更好的 RIP 相对 LEA），你确实需要 movabs
（在 OS X 上的 Mach-O64 等目标上，movq $symbol, %rax 可能总是选择 imm64 编码，因为 32 位绝对地址永远无效。有一些 MacOS 关于 SO 的问答，我认为人们说他们的代码使用 movq 将数据地址放入寄存器。）
Linux/ELF 上的示例 $symbol 立即数
mov $symbol, %rdi # GAS assumes the address fits in 32 bits
movabs $symbol, %rdi # GAS is forced to use an imm64
lea symbol(%rip), %rdi # 7 byte RIP-relative addressing, normally the best choice for position-independent code or code loaded outside the low 32 bits
mov $symbol, %edi # optimal in position-dependent code
用 GAS 组装成目标文件（.bss; symbol:），我们得到这些重定位。请注意 R_X86_64_32S（有符号）与 R_X86_64_32（无符号）与 R_X86_64_PC32（相对于 PC）32 位重定位之间的区别。
0000000000000000 <.text>:
0: 48 c7 c7 00 00 00 00 mov [=11=]x0,%rdi 3: R_X86_64_32S .bss
7: 48 bf 00 00 00 00 00 00 00 00 movabs [=11=]x0,%rdi 9: R_X86_64_64 .bss
11: 48 8d 3d 00 00 00 00 lea 0x0(%rip),%rdi # 18 <.text+0x18> 14: R_X86_64_PC32 .bss-0x4
18: bf 00 00 00 00 mov [=11=]x0,%edi 19: R_X86_64_32 .bss
链接到非 PIE 可执行文件 (gcc -no-pie -nostdlib foo.s)，我们得到：
4000d4: 48 c7 c7 f1 00 60 00 mov [=12=]x6000f1,%rdi
4000db: 48 bf f1 00 60 00 00 00 00 00 movabs [=12=]x6000f1,%rdi
4000e5: 48 8d 3d 05 00 20 00 lea 0x200005(%rip),%rdi # 6000f1 <__bss_start>
4000ec: bf f1 00 60 00 mov [=12=]x6000f1,%edi
当然这不会 link 到 PIE 可执行文件中，因为 32 位绝对重定位。 movq $symbol, %rax 在现代 Linux 发行版 上无法与正常 gcc foo.S 一起使用。 32-bit absolute addresses no longer allowed in x86-64 Linux?。 （请记住，正确的解决方案是 RIP 相关的 LEA，或者制作静态可执行文件，而不是实际使用 movabs）。
movq 总是 7 字节或 10 字节的形式，所以不要使用 mov , %rax 除非你想要一个更长的指令用于对齐目的（而不是稍后用 NOP 填充。 mov , %eax 获取 5 字节形式。
注意 movq [=63=]xFFFFFFFF, %rax 不能使用 7 字节形式，因为它不能用 符号扩展 32 位立即数表示，并且需要imm64 编码或 %eax 目标编码。 GAS 不会为您进行此优化，因此您只能使用 10 字节编码。你肯定想要 mov [=65=]xFFFFFFFF, %eax.
movabs 直接来源始终是 imm64 形式。
（movabs 也可以是具有 64 位绝对地址和 RAX 作为源或目标的 MOV encoding：如 REX.W + A3 MOV moffs64, RAX）。
I don't see how I can move a 64-bit immediate value to memory.
这是一个单独的问题，答案是：不能。 insn ref manual entry for MOV 清楚地表明：唯一具有 imm64 立即操作数的形式只有寄存器目标，而不是 r/m64。
如果您的值适合符号扩展的 32 位立即数，movq [=70=]x123456, 32(%rdi) 将对内存进行 8 字节存储。限制是高 32 位必须是位 31 的副本，因为它必须可编码为符号扩展 imm32。
相关：
- why we can't move a 64-bit immediate value to memory? - 计算机体系结构/ISA 设计原因。
mov r32, imm32作为优化，或者在任何情况下使用 RIP 相关的 LEA，除了符号可能超过 2GiB 的大内存模型。）