x86-64汇编中movl %eax,%rdx是否为合法指令？

• 核心结论：movl %eax, %rdx是非法x86-64指令。你看到的参考答案存在笔误：它将错误指令的目的寄存器写为16位的%dx，但标注的报错原因「Destination operand incorrect size（目的操作数尺寸错误）」完全准确。
• 指令合法性判定规则：x86-64汇编中，指令后缀明确指定了操作数的位宽，movl的后缀l代表操作数为32位长字，要求源、目的操作数的位宽必须严格匹配32位。64位寄存器（如%rdx）、16位/8位寄存器都不能作为movl的操作数，只有32位寄存器（如%edx、%eax）、32位内存地址可以作为movl的合法操作数。
• 对零扩展规则的误解澄清：你提到的「以寄存器为目标、生成4字节值的指令会将寄存器高4字节填0」是x86-64的正确设计，但该规则的适用前提是使用了合法的32位寄存器作为目的操作数。例如合法指令movl %eax, %edx执行时，硬件会自动将%eax的32位值复制到%edx低32位，同时将%rdx（%edx对应的64位完整寄存器）的高32位清零，整个过程不需要额外的零扩展指令，这也是x86-64指令集没有设计movzlq（32位零扩展到64位传送）指令的原因——这个操作已经被32位指令的隐式行为覆盖了，不需要冗余指令。
• GCC编译结果的原因解释：你测试时看到GCC生成movslq %eax, %rdx，是由你所写C代码的类型语义决定的，和上述规则不冲突：
  • 如果C代码中是将unsigned int类型的32位无符号值转换为64位无符号整数，GCC一定会生成movl %eax, %edx这类32位传送指令，靠硬件的隐式零扩展完成转换，不会生成多余指令。
  • 如果C代码中是将int类型的32位带符号值转换为64位带符号整数，按照C语言标准要求必须执行符号扩展：将32位源值的符号位填充到64位目的值的高32位。这个操作无法通过32位mov的隐式零扩展实现（零扩展会将高32位全部填0，和负数的符号扩展结果完全不符，会产生计算错误），必须使用专门的符号扩展传送指令movslq完成。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jeffma