为什么数据类型是 64 位时要使用 32 位寄存器？

Question

我正在阅读一本教科书，其中有一个基于 C 代码生成汇编代码的练习：

C代码：

long arith(long x, long y, long z)
{
   long t1 = x ^ y;
   long t2 = z * 48;
   long t3 = t1 & 0x0F0F0F0F;
   long t4 = t2 - t3;
   return t4;
}

汇编代码：

//x in %rdi, y in %rsi, z in %rdx
arith:
   xorq %rsi, %rdi               //t1 = x ^ y
   leaq (%rdx,%rdx,2), %rax      //3*z
   salq , %rax                 //t2 = 16 * (3*z) = 48*z
   andl 2645135, %edi         //t3 = t1 & 0x0F0F0F0F
   subq %rdi, %rax               //Return t2 - t3
   ret

我对这段汇编代码感到困惑：

andl 2645135, %edi         //t3 = t1 & 0x0F0F0F0F

为什么我们不使用：

andq 2645135, %rdi

问题是，假设t1的所有位都是1，那么对于原始C代码long t3 = t1 & 0x0F0F0F0F;，t3的高32位将是0。但是如果我们使用andl指令，只对%edi进行操作，%rdi的高32位仍然是1，所以这确实改变了t4在long t4 = t2 - t3; 其中 t3 的高 32 位都是 1 但它们应该是 0?

Answer 1

答案在 Intel 64 和 IA-32 架构软件开发人员手册第 1 卷（基本架构）的第 3.4.1.1 节中指出：

When in 64-bit mode, operand size determines the number of valid bits in the destination general-purpose register:

64-bit operands generate a 64-bit result in the destination general-purpose register.

32-bit operands generate a 32-bit result, zero-extended to a 64-bit result in the destination general-purpose register.

8-bit and 16-bit operands generate an 8-bit or 16-bit result. The upper 56 bits or 48 bits (respectively) of the destination general-purpose register are not modified by the operation. If the result of an 8-bit or 16-bit operation is intended for 64-bit address calculation, explicitly sign-extend the register to the full 64-bits.

参见第二个项目符号。

您可以通过阅读以下内容来了解为什么会这样：Why do x86-64 instructions on 32-bit registers zero the upper part of the full 64-bit register?

为什么数据类型是 64 位时要使用 32 位寄存器？

why use 32-bit register when the data type is 64-bit?

assembly

bit-manipulation

x86-64

instructions

instruction-set