记住 x86-64 System V arg 寄存器顺序的最佳方法是什么？

Question

我经常忘记系统调用中每个参数需要使用的寄存器，每次我忘记时我都会访问this问题。

x86_64 用户空间函数调用的整数/指针参数的正确顺序是：

%rdi

、

%rsi

、

%rdx

、

%rcx

、

%r8

和

%r9

。 （可变参数函数取 AL = FP 参数的数量，最多 8）

或者对于系统调用，

%rax

（系统调用调用号），以及相同的参数，除了

%r10

而不是

%rcx

。

记住这些寄存器的最佳方法是什么，而不是每次都用谷歌搜索这个问题？

Answer 1

如果您还记得 C

memcpy

的参数顺序，以及

rep

movsb

的工作原理，这就是记住 x86-64 System V 的大部分方法。

该设计使得

memcpy(dst, src, size)

使用

rep movsb

实现起来很便宜，除了在更多函数中未使用 RCX 之外，因为变量计数移位需要它的频率比任何需要 RDX 的频率都高。

那么R8和R9是前两个“高”寄存器。使用它们需要一个 REX 前缀，这会在指令中花费一个额外字节的代码大小，否则不需要。因此，对于最后 2 个参数来说，它们是一个明智的选择。 （Windows x64 同样选择使用 R8、R9 作为最后 2 个寄存器参数）。

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实际的设计过程涉及最小化指令数和代码大小的成本权衡，以便使用当时的 GCC AMD64 端口编译某些东西（可能是 SPECcpu）。我不知道 inlined memcpy as

rep movsb

是否相关，或者当时的 glibc 是否真的以这种方式实现，或者什么。

我对 为什么 Windows64 使用与 x86-64 上所有其他操作系统不同的调用约定？ 的回答引用了一些调用约定设计决策的来源。 （来自 GCC 开发人员的早期 x86-64.org 邮件列表帖子，特别是 Jan Hubicka，他在提出这个命令之前尝试了一些寄存器命令。）

特别要记住订单中的 RDX、RCX 部分是以下引用：

我们试图在序列的早期避免 RCX，因为它是寄存器 通常用于特殊用途，如 EAX，因此具有相同的用途 序列中缺失。它也不能用于系统调用和 我们想让系统调用序列与函数调用序列相匹配 尽可能多。

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用户空间与系统调用的区别：

R10在系统调用约定中取代了RCX，因为

syscall

指令本身会破坏RCX（用它来保存RIP，避免使用用户空间堆栈，并且它不能使用内核堆栈，因为它使堆栈切换向上）到软件）。就像它如何使用 R11 来保存 RFLAGS 一样。

保持它尽可能相似允许 libc 包装器只是

mov %rcx, %r10

，而不是通过多个参数来填补空白。 R10 是 R8 和 R9 之后的下一个可用寄存器。

• Linux x64：为什么系统调用中 r10 出现在 r8 和 r9 之前？
• 为什么不使用RCX来向系统调用传递参数，而是用R10代替？

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替代方案：助记符：

Di

ane 的

si

lk

d

ress

c

osts $

89

（由CS:APP博客推荐）

Answer 2

我用于

rdi rsi rdx rcx r8 r9

的助记符是“Dizzy Dixie 89。”

• “Dizzy”听起来像“di si”，对应

  rdi rsi

• “Dixie”听起来像“dix ci”，对应

  rdx rcx

• “89”对应

  r8 r9

额外助记符：对于 x86-64 系统调用调用约定 (

rdi rsi rdx r10 r8 r9

)，我使用“Dizzy Dicks 1089。”

• 和之前一样，“Dizzy”听起来像“di si”，对应

  rdi rsi

• “Dicks”听起来像“dix”，对应于

  rdx

• “1089”对应

  r10 r8 r9