如何在64位寄存器中隔离字节和字数组元素

Question

我可以说这是一个非常简单的问题，但我还没有弄清楚。基本上，我只希望能够将一个元素作为数组，并使用寄存器从中添加和减去一些数字，然后将结果放入我的结果变量中。

segment .data
  a      dw  4, 234, -212
  b      db  112, -78, 50
  result dq  0
segment .text       
  global main
main:
  mov   rax, [a]        

我知道解决方案与偏移量和索引有关，但是我不知道应该如何只将一个数组元素放入寄存器。

我该怎么办？

Answer 1

如果要将值视为带符号，则需要movsx。假设NASM语法：

movsx

（（MASM或GNU .intel_syntax将使用

default rel
; ... declarations and whatever    

    movsx   rax, word [a + 1*2]    ; a is an array of dw = words
    movsx   rcx, byte [b + 1*1]    ; b is an array of db = bytes

    add     rax, rcx
    mov     [result], rax         ; result is a qword

而不是word ptr，只需将word添加到内存操作数的大小说明符中。）

ptr可以是类似于1或[a + rsi*2]的寄存器，因此您可以轻松地遍历数组。 [b + rsi]

我写了Referencing the contents of a memory location. (x86 addressing modes)而不是2来表示它的索引1（第二个数组元素），按元素大小缩放。汇编器将计算常量表达式，并仅使用与1*2相同的（相对RIP）寻址方式，但偏移量不同。

[如果您需要它以与位置无关的代码工作（在其中您不能将符号的32位绝对地址用于[a]寻址模式），请先进行[disp32 + register]（相对RIP的LEA），然后执行lea rdi, [a]。

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如果要零扩展，请使用[rsi + rsi*2]

movzx

如果知道全部结果的高位始终为零，请使用EAX（32位操作数大小），但最后要使用。

    movzx   eax, word [a + 1*2]    ; a is an array of dw = words
    movzx   ecx, byte [b + 1*1]    ; b is an array of db = bytes
    ; word and byte zero-extended into 64-bit registers:
    ; explicitly to 32-bit by MOVZX, and implicitly to 64-bit by writing a 32-bit reg

    ; add     eax, ecx              ; can't overflow 32 bits, still zero-extended to 64
    sub     rax, rcx              ; want the full width 64-bit signed result 
    mov     [result], rax         ; result is a qword

此代码对应于C，例如

The advantages of using 32bit registers/instructions in x86-64

其中，您可以查看编译器输出

static  uint16_t a[] = {...};
static  uint8_t b[] = {...};
static  int64_t result;

void foo(){
    int64_t rax = a[1] - (int64_t)b[1];
    result = rax;    // why not just return this like a normal person instead of storing?
}

，并查看这些指令和寻址模式。

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请注意，on the Godbolt compiler explorer会加载一个字节并将其[[merge放入RAX的低字节。

您通常不想要这个； mov al, [b + 1]是现代x86中加载字节的常规方法。现代的x86 CPU将x86解码为类似于RISC的内部uops，以进行寄存器重命名和乱序执行。 movzx避免了对完整寄存器的旧值的任何错误依赖。与ARM movzx，MIPS ldrb等类似。

合并到RAX的低字节或字中是x86可以完成的，但RISC无法做到的奇怪的CISC。

您可以安全地

读取

8位和16位寄存器（并且您需要存储一个字），但是除非有充分的理由并且理解可能的性能影响，否则通常避免写部分寄存器。 C0]）。例如您已经将cmp + lbu之前的完整目标异或为零。