如何使用fs和gs寄存器计算有效地址

Question

在x86_64中，fs和gs寄存器只涉及有限的分段形式。仅以fs为例，fss如何注册FSBase MSR一起生成有效地址？

如果不更改fs而更改fs基数会怎样？还是更改fs基本会自动更改fs？

如果我更改fs寄存器而不更改fs基数会怎样？有效地址计算如何受到影响？

我们可以举一个简单的例子

mov %fs:(%eax), %ebx

Answer 1

FS体系结构寄存器与基于FS的内部寄存器是分开的。

和往常一样，使用段替代仅选择与该段关联的段基础，而不是默认的DS基或SS基（在64位模式下固定为0。]]

fs体系结构寄存器本身的实际值与它无关

。仅当您要mov %fs, %eax实际读取FS寄存器本身，而不使用与其关联的内部基数/限制“寄存器”时，它才起作用。

因为有多种方法可以设置内部FS基础（例如，使用wrmsr或在较新的CPU the wrfsbase instruction上），其效率要比wrfsbase到mov更高（以使其可以从GDT或LDT），操作系统通常会离开FS和GS体系结构寄存器= 0，为空选择器。

在裸机上，您也可以这样做。不要为创建一个带有所需基数的GDT条目而烦恼，并且%fs将选择器插入mov或%fs；只需直接用%gs或wrmsr设置基数即可。

如果我更改fs寄存器而不更改fs基数会怎样？

不能，AFAIK。 wrfsbase将触发从GDT或LDT加载内部段基数/限制寄存器（取决于您移动的值）。

[请注意，有些人将这些内部事物称为“缓存”，但它们不是缓存。它们保证在您加载值时不会保留这些值，因此，如果您更改GDT条目而不用该选择器重新加载段寄存器，它们也将永远不会发生变化。

有效的地址计算如何受到影响？

一如既往。基数+索引*比例+位移。请注意，“有效地址”只是完整地址的偏移部分，不包括段选择器或基址。 mov %reg/mem, %fs

线性

地址的计算也与往常一样：What is an effective address?，其中偏移量部分是编址模式指定的有效地址。

寻址模式默认为使用DS段基址，除非寻址模式中的“基址寄存器”为E / RBP或E / RSP，在这种情况下为SS基址。但是前缀字节可以覆盖默认值。这就是segment_base + offset告诉汇编器发出的内容。