x86-64 AT&T汇编：单指令实现16位内存数与寄存器相乘存32位？

你的需求是在x86-64 AT&T汇编中，用单条指令完成「内存中16位无符号数 × %ax中的16位无符号数」，并将完整32位结果存入%eax且不截断。

结论 #

不存在完全匹配需求的单条x86指令，但可根据场景选择两种可行方案：

方案1：单操作数乘法+结果合并（无符号安全） #

单操作数mulw指令会将16位乘法的完整32位结果存在%dx:%ax寄存器对中，后续通过少量指令即可合并到%eax：

mulw (num)          # %ax × num → 低16位存%ax，高16位存%dx
movzwl %ax, %eax    # 低16位零扩展到%eax
shll $16, %edx      # 高16位移到%edx的高半部分
orl %edx, %eax      # 合并完整32位结果到%eax

这是无符号乘法的标准实现，完全适配你的数据场景，仅需额外3条指令。

方案2：符号扩展乘法（限乘积≤2^31-1的场景） #

如果能保证乘积不超过31位（即≤2^31-1，小于有符号32位最大值），可直接用imulw指令：

imulw (num), %eax   # %ax × num（有符号乘法），结果符号扩展为32位存入%eax

由于你的操作数均为非负（%rax是零扩展的16位值，num是无符号最大值），当乘积≤2^{31-1时，有符号乘法结果与无符号乘法完全一致，这条指令可直接得到正确的32位结果。但如果乘积可能达到2}32-1，该指令会因有符号溢出返回错误的负数结果，不可使用。

为什么没有单条指令？ #

x86指令集的设计限制了这一点：

• 16位单操作数乘法（mulw/imulw）的结果固定存在%dx:%ax寄存器对，无法直接存入单个32位寄存器；
• 双操作数乘法指令（如imulw src, %ax）仅保留与操作数宽度一致的结果（截断到16位），无法输出32位结果；
• imull指令要求内存操作数为32位，会错误读取num后面的junk数据，不能用于16位内存值的乘法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shay