64位和32位的寄存器和汇编的比较
2016-04-29 00:49
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64位寄存器分配的不同
区别有:
64位有16个寄存器,32位只有8个。但是32位前8个都有不同的命名,分别是e _ ,而64位前8个使用了r代替e,也就是r _。e开头的寄存器命名依然可以直接运用于相应寄存器的低32位。而剩下的寄存器名则是从r8 - r15,其低位分别用d,w,b指定长度。
32位使用栈帧来作为传递的参数的保存位置,而64位使用寄存器,分别用rdi,rsi,rdx,rcx,r8,r9作为第1-6个参数。rax作为返回值
64位没有栈帧的指针,32位用ebp作为栈帧指针,64位取消了这个设定,rbp作为通用寄存器使用
64位支持一些形式的以PC相关的寻址,而32位只有在jmp的时候才会用到这种寻址方式。
64位(新增)汇编指令的不同
mov指令和push pop扩展了movq系列的mov和pushq以及popq用来操作quad word。
注意:movabsq不是32位的扩展,是纯新增的指令。用来将一个64位的字面值直接存到一个64位寄存器中。因为movq只能将32位的值存入,所以新增了这样一条指令。
顺带提一个小问题,64位的汇编代码在ret之前可能会加一句rep,这里的rep没有实际意义,只是出于amd处理器的原因,避免jmp所到达的地方直接就是ret,这样会使得处理器运行更快一些。
过程(函数)调用的不同
参数通过寄存器传递(见前文)callq 在栈里存放一个8位的返回地址
许多函数不再有栈帧,只有无法将所有本地变量放在寄存器里的才会在栈上分配空间。
函数可以获取到栈至多128字节的空间。这样函数就可以在不更改栈指针的情况下在栈上存储信息(也就是说,可以提前用rsp以下的128字节空间,这段空间被称为red zone,在x86-64里,时刻可用)
不再有栈帧指针。现在栈的位置和栈指针相关。大多数函数在调用的一开始就分配全部所需栈空间,之后保持栈指针不改变。
一些寄存器被设计成为被调用者-存储的寄存器。这些必须在需要改变他们值的时候存储他们并且之后恢复他们。
参数传递的不同
6个寄存器用来传递参数(见前文)剩下的寄存器按照之前的方式传递(不过是与rsp相关了,ebp不再作为栈帧指针,并且从rsp开始第7个参数,rsp+8开始第8个,以此类推)
调用时,rsp向下移动8位(存入返回地址),寄存器参数无影响,第7个及之后的参数现在则是从rsp+8开始第7个,rsp+16开始第8个,以此类推
栈帧的不同
很多情况下不再需要栈帧,比如在没有调用别的函数,且寄存器足以存储参数,那么就只需要存储返回地址即可。需要栈帧的情况:
本地变量太多,寄存器不够
一些本地变量是数组或结构体
函数使用了取地址操作符来计算一个本地变量的地址
函数必须用栈传送一些参数给另外一个函数
函数需要保存一些由被调用者存储的寄存器的状态(以便于恢复)
但是现在的栈帧经常是固定大小的,在函数调用的最开始就被设定,在整个调用期间,栈顶指针保持不变,这样就可以通过对其再加上偏移量来对相应的值进行操作,于是EBP就不再需要作为栈帧指针了。
虽然很多时候我们认为没有“栈帧”,但是每次函数调用都一定有一个返回地址被压栈,我们可以也认为这一个地址就是一个“栈帧”,因为它也保存了调用者的状态。
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