x64 汇编器使用 4 字节还是 8 字节内存地址？

Question

我正在阅读 Jo Van Hoey 所著的 2019 年书籍《开始 x64 汇编编程：从新手到 AVX 专业人士》的章节末尾...

这里是摘录（跳到问题的粗体文本）：

     1                                  ; hello.asm
     2                                  section .data                                   
     3 00000000 68656C6C6F2C20776F-         msg db      "hello, world",0                       
     3 00000009 726C6400           
     4                                  section .bss                                                   
     5                                  section .text                                                   
     6                                      global main                                 
     7                                  main:
     8                                                                                   
     9 00000000 B801000000                      mov     rax, 1          ; 1 = write     
    10 00000005 BF01000000                  mov     rdi, 1              ; 1 = to stdout         
    11 0000000A 48BE-                       mov     rsi, msg    ; string to display in rsi
    11 0000000C [0000000000000000]
    12 00000014 BA0C000000                  mov     rdx, 12             ; length of the string, without 0
    13 00000019 0F05                        syscall                             ; display the string
    14 0000001B B83C000000                  mov     rax, 60             ; 60 = exit     
    15 00000020 BF00000000                  mov     rdi, 0              ; 0 = success exit code
    16 00000025 0F05                        syscall                             ; quit

图1-4

图 1-4 显示了我们的

hello.lst

。您有一列包含行号，然后一列包含八位数字。该列代表内存位置。当汇编器构建目标文件时，它还不知道将使用哪些内存位置。因此，它从不同部分的位置 0 开始。 .bss 部分没有内存。

我们在第二列中看到汇编指令转换为十六进制代码的结果。例如，

mov rax

转换为 B8，

mov rdi

转换为 BF。这些是机器指令的十六进制表示。另请注意

msg

字符串到十六进制 ASCII 字符的转换。稍后您将了解有关十六进制表示法的更多信息。要执行的第一条指令从地址 00000000 [八个零]开始，占用五个字节：B8 01 00 00 00。双零用于填充和内存对齐

...

下一条指令从地址 00000005 [七个零]开始，依此类推。 内存地址为八位（即8个字节）；每个字节有 8 位。因此，地址有 64 位；事实上，我们使用的是 64 位汇编器。 看看

msg

是如何引用的。由于

msg

的存储位置尚不清楚，因此将其称为[0000000000000000] [16个零]

我是汇编新手，所以我的理解是图1-4中的第二列（例如

00000005

）有八位数字，并且由于每个数字都是十六进制的数字，那么每个数字代表4位，或者最大0xF 的值，即 2^4=16。

这是

hello.asm

:

; hello.asm
section .data                                   
    msg db      "hello, world",0                       
section .bss                                                   
section .text                                                   
    global main                                 
main:

        mov     rax, 1          ; 1 = write     
    mov     rdi, 1              ; 1 = to stdout         
    mov     rsi, msg    ; string to display in rsi
    mov     rdx, 12             ; length of the string, without 0
    syscall                             ; display the string
    mov     rax, 60             ; 60 = exit     
    mov     rdi, 0              ; 0 = success exit code
    syscall                             ; quit

而且，这是

makefile

：

#makefile for hello.asm
hello: hello.o
        gcc -o hello hello.o -no-pie
hello.o: hello.asm
        nasm -f elf64 -g -F dwarf hello.asm -l hello.lst

有人可以帮我理解图1-4中的第二列，或者汇编器创建的内存地址吗？

Answer 1

这是 NASM 列表，就像您从

nasm -l /dev/stdout -f elf64 hello.asm

进入终端一样。 第二列（行号之后的第一列）相对于该部分的开头有偏移。 8 个十六进制数字是 32 位偏移量或地址，书上对此是错误的。 每个十六进制数字确实只代表 4 位，而不是书上声称的 8 位。

看看msg是如何引用的。因为 msg 的内存位置尚不清楚，所以称为 [0000000000000000] [16 个零]

这部分是正确的，与前面的句子不同。

mov r64, imm64

是将地址放入寄存器的效率最低的方法，但它是你从asm源中得到的，它按照你在16或16中的方式做事32 位模式。

事实上，链接器将填写该 64 位绝对地址。 使用

objdump -drwC -Mintel

反汇编链接的可执行文件以查看它。 （GAS

.intel_syntax noprefix

与 MASM 类似，但与 NASM 的区别主要仅在于寻址模式。Agner Fog 的

objconv

可以反汇编为 NASM 语法。）

---

现代 64 位代码通常使用 RIP 相对 LEA，例如

lea rsi, [rel msg]

，它在运行时从包含程序计数器（指令指针）的 32 位相对位移的机器代码生成 64 位绝对地址。 请参阅如何将函数或标签的地址加载到寄存器中了解三个选项，对于

-no-pie

Linux可执行文件还包括

mov esi, msg

。 当您使用

-fno-pie

（代码生成选项）进行编译时，编译器将会执行此操作。

这将汇编为 NASM 用于

mov r32, imm32

的相同 32 位操作数大小

mov rax, 1

（已优化为

mov eax, 1

）请注意，其他指令开头缺少

0x4?

REX 前缀字节。 为什么 Linux 上的 NASM 更改 x86_64 程序集中的寄存器涵盖了

mov

的 3 种编码，可以写入整个 64 位寄存器。