Assembly 为什么Linux上的NASM会更改x86_64程序集中的寄存器

我是x86_64汇编编程新手。我正在用x86_64汇编编写简单的“Hello World”程序。下面是我的代码，运行非常好

global _start

section .data

    msg: db "Hello to the world of SLAE64", 0x0a
    mlen equ $-msg

section .text
    _start:
            mov rax, 1
            mov rdi, 1
            mov rsi, msg
            mov rdx, mlen
            syscall

            mov rax, 60
            mov rdi, 4
            syscall 

现在，当我在gdb中反汇编时，它给出以下输出：

(gdb) disas
Dump of assembler code for function _start:
=> 0x00000000004000b0 <+0>:     mov    eax,0x1
   0x00000000004000b5 <+5>:     mov    edi,0x1
   0x00000000004000ba <+10>:    movabs rsi,0x6000d8
   0x00000000004000c4 <+20>:    mov    edx,0x1d
   0x00000000004000c9 <+25>:    syscall
   0x00000000004000cb <+27>:    mov    eax,0x3c
   0x00000000004000d0 <+32>:    mov    edi,0x4
   0x00000000004000d5 <+37>:    syscall
End of assembler dump.

（gdb）disas
函数_start的汇编程序代码转储：
=>0x000000000004000b0:mov-eax，0x1
0x00000000004000b5:mov edi，0x1
0x00000000004000ba:movabs rsi，0x6000d8
0x00000000004000c4:mov edx，0x1d
0x00000000004000c9:系统调用
0x00000000004000cb:mov eax，0x3c
0x00000000004000d0:mov edi，0x4
0x00000000004000d5:系统调用
汇编程序转储结束。

我的问题是NASM为什么会这样做？我知道它会根据操作码更改指令，但我不确定寄存器的行为是否相同

这种行为是否也会影响可执行文件的功能

我使用的是安装在VMware i5处理器上的Ubuntu 16.04（64位）

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提前感谢。

在64位模式下

mov-eax，1

将清除

rax

寄存器的上部（请参阅以获取解释），因此

mov-eax，1

在语义上等同于

mov-rax，1

然而，前者保留一个REX.W（

48h

数字）前缀（一个指定x86-64引入的寄存器所需的字节），两条指令的操作码相同（

0b8h

后跟一个DWORD或QWORD）。
因此，汇编程序继续进行，并选择最短的形式

这是NASM的一种典型行为，请参见NASM手册的一部分，其中

[eax*2]

的示例被组装为

[eax+eax]

，以在SIB字节1之后保留

disp32

字段（

[eax*2]

仅可编码为

[eax*2+disp32]

，其中汇编器将

disp32

设置为0）

我无法强制NASM发出真正的

mov rax，1

指令（即

48 B8 01 00 00

），即使在指令前面加上

o64

如果需要真正的

mov-rax，1

（这不是您的情况），则必须使用

db

和类似工具手动组装

EDIT：表明实际上有一种方法可以告诉NASM不要使用修饰符优化指令。

mov-rax，STRICT 1

生成10字节版本的指令（

mov-r64，imm64

），而

mov-rax，STRICT-DWORD 1

生成7字节版本（

mov-r64，imm32

，其中

imm32

在使用前进行符号扩展）

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旁注：最好使用，这样可以避免64位立即常量（从而减少代码大小）和is（以防您介意）。
将

mov-esi，msg

更改为

lea-esi，[REL-msg]

（RIP-relative是一种寻址模式，因此它需要一个“寻址”，即方括号，以避免从我们使用的

lea

仅计算有效地址而不进行访问的地址读取）。
您可以使用指令

DEFAULT REL

避免在每次内存访问中键入

REL

我的印象是，文件格式需要PIC代码，但

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1缩放索引基字节，用于编码32位模式引入的新寻址模式。

这是一种非常安全和有用的优化，类似于在编写

添加eax时使用8位立即数而不是32位立即数，1

NASM仅在较短形式的指令具有相同的体系结构效果时进行优化，因为。请注意，

add rax，0

与

add eax，0

不同，因此NASM无法优化：只有像

mov r32，

/

mov r64，

或

xor eax，eax等不依赖于32位与64位寄存器的旧值的指令才能以这种方式优化

您可以使用
nasm-O1
（默认值为
-O2
）禁用它，但请注意，在这种情况下，您将获得10字节
mov-rax，严格的qword 1
：显然，nasm并不打算真正用于非正常优化。没有一个设置，它将使用不会改变反汇编的最短编码（例如，7字节
mov-rax，符号\u-extended\u-imm32
=
mov-rax，严格dword 1
）

-O0
和
-O1
之间的区别在于imm8和imm32，例如
添加rax，1
是

48 83 C0 01
（
添加r/m64，签名扩展\u imm8
）与
-O1
，vs.

48 05 01000000
（
add rax，sign_extended_imm32
）使用
nasm-O0


有趣的是，它仍然通过选择表示RAX目的地的特例操作码（而不是采用ModRM字节）进行优化。不幸的是，
-O1
没有优化
mov
的即时大小（其中不可能使用扩展符号imm8）

如果您需要某个特定的编码，请使用
strict
而不是禁用优化


请注意，YASM不会进行这种操作数大小优化，因此，如果您关心可以与其他NASM兼容的汇编器组装的代码中的代码大小（甚至间接出于性能原因），最好在asm源代码中自行进行优化

对于32位和64位操作数大小在非常大（或负数）的情况下不相等的指令，如果希望获得大小/性能优势，则需要明确使用32位操作数大小，即使是使用NASM而不是YASM进行汇编。


对于未设置高位的32位常量，零或符号将其扩展到64位会得到相同的结果。因此，将
mov-rax，1
组装成5字节
mov-r32，imm32
（隐式零扩展到64位）是一种纯粹的优化
mov    eax, 1                ; 5 bytes to encode (B8 imm32)
mov    rax, strict dword 1   ; 7 bytes: REX mov r/m64, sign-extended-imm32.    NASM optimizes mov rax,1 to the 5B version, but dword or strict dword stops it for some reason
mov    rax, strict qword 1   ; 10 bytes to encode (REX B8 imm64).  movabs mnemonic for AT&T.  Normally assemblers choose smaller encodings if the operand fits, but strict qword forces the imm64.