如何使用Visual C ++的内联汇编器插入重复的NOP语句？

Question

使用Microsoft的编译器的Visual C ++，允许我们使用以下命令定义内联汇编代码：

__asm {
    nop
}

我需要的是一个宏，可以将这样的指令乘以n次：

ASM_EMIT_MULT(op, times)

例如：

ASM_EMIT_MULT(0x90, 160)

那可能吗？我该怎么办？

Answer 1

使用MASM，这非常简单。安装的一部分是一个名为的文件listing.inc（由于每个人现在都将MASM作为Visual Studio的一部分获得，因此它将位于您的Visual Studio根目录/ VC / include中）。该文件定义了一系列npad带有单个size参数的宏，并扩展为适当的非破坏性“填充”操作码序列。如果只需要填充一个字节，则使用显而易见的nop指令。但是，而不是使用一长串nops，至到达所需的长度，英特尔实际上是建议适当长度的其他非破坏性的操作码，如做其他厂商。这些预定义npad 宏使您不必记住该表，更不用说使代码更具可读性了。

不幸的是，内联汇编不是功能齐全的汇编器。在像MASM这样的实际汇编程序中，可能会缺少很多东西。缺少宏（MACRO）和重复（REPEAT/REPT）。

但是，内联汇编中提供了ALIGN指令 。这些将生成所需数量的s或其他非破坏性操作码，以强制执行下一条指令的对齐。使用它很简单。这是一个非常愚蠢的示例，其中我使用了工作代码，并在其中添加了random s：nopalign

unsigned long CountDigits(unsigned long value)
{
   __asm
   {
      mov    edx, DWORD PTR [value]
      bsr    eax, edx
      align  4
      xor    eax, 1073741792
      mov    eax, DWORD PTR [4 * eax + kMaxDigits+132]
      align  16
      cmp    edx, DWORD PTR [4 * eax + kPowers-4]
      sbb    eax, 0
      align  8
   }
}

这将生成以下输出（MSVC的程序集清单use npad x，其中x为字节数，就像您在MASM中编写的一样）：

PUBLIC CountDigits
_TEXT SEGMENT
_value$ = 8
CountDigits PROC
    00000 8b 54 24 04        mov   edx, DWORD PTR _value$[esp-4]
    00004 0f bd c2           bsr   eax, edx
    00007 90                 npad  1       ;// enforcing the "align 4"
    00008 35 e0 ff ff 3f     xor   eax, 1073741792
    0000d 8b 04 85 84 00     
          00 00              mov   eax, DWORD PTR _kMaxDigits[eax*4+132]
    00014 eb 0a 8d a4 24     
          00 00 00 00 8d     
          49 00              npad  12      ;// enforcing the "align 16"
    00020 3b 14 85 fc ff     
          ff ff              cmp   edx, DWORD PTR _kPowers[eax*4-4]
    00027 83 d8 00           sbb   eax, 0
    0002a 8d 9b 00 00 00     
          00                 npad  6       ;// enforcing the "align 8"
    00030 c2 04 00           ret   4
CountDigits ENDP
_TEXT   ENDS

如果您实际上不是想要强制对齐，而是只想插入任意数量的nops（也许用作以后的热修补的填充符？），则可以使用C宏来模拟效果：

#define NOP1   __asm { nop }
#define NOP2   NOP1  NOP1
#define NOP4   NOP2  NOP2
#define NOP8   NOP4  NOP4
#define NOP16  NOP8  NOP8
// ...
#define NOP64  NOP16 NOP16 NOP16 NOP16
// ...etc.

然后根据需要添加代码：

unsigned long CountDigits(unsigned long value)
{
   __asm
   {
      mov   edx, DWORD PTR [value]
      bsr   eax, edx
      NOP8
      xor   eax, 1073741792
      mov   eax, DWORD PTR [4 * eax + kMaxDigits+132]
      NOP4
      cmp   edx, DWORD PTR [4 * eax + kPowers-4]
      sbb   eax, 0
   }
}

产生以下输出：

PUBLIC CountDigits
_TEXT SEGMENT
_value$ = 8
CountDigits PROC
  00000 8b 54 24 04      mov   edx, DWORD PTR _value$[esp-4]
  00004 0f bd c2         bsr   eax, edx
  00007 90               npad  1     ;// these are, of course, just good old NOPs
  00008 90               npad  1
  00009 90               npad  1
  0000a 90               npad  1
  0000b 90               npad  1
  0000c 90               npad  1
  0000d 90               npad  1
  0000e 90               npad  1
  0000f 35 e0 ff ff 3f   xor   eax, 1073741792
  00014 8b 04 85 84 00
        00 00            mov   eax, DWORD PTR _kMaxDigits[eax*4+132]
  0001b 90               npad  1
  0001c 90               npad  1
  0001d 90               npad  1
  0001e 90               npad  1
  0001f 3b 14 85 fc ff
        ff ff            cmp   edx, DWORD PTR _kPowers[eax*4-4]
  00026 83 d8 00         sbb   eax, 0
  00029 c2 04 00         ret   4
CountDigits ENDP
_TEXT ENDS

或者，甚至更酷，我们可以使用一些模板元编程魔术来获得相同的style效果。只需定义以下模板函数及其特化（对防止无限递归很重要）：

template <size_t N> __forceinline void npad()
{
    npad<N-1>();
    __asm  { nop }
}
template <> __forceinline void npad<0>()  { }

并像这样使用它：

unsigned long CountDigits(unsigned long value)
{
   __asm
   {
      mov   edx, DWORD PTR [value]
      bsr   eax, edx
   }
   npad<8>();
   __asm
   {
      xor   eax, 1073741792
      mov   eax, DWORD PTR [4 * eax + kMaxDigits+132]
   }
   npad<4>();
   __asm
   {
      cmp   edx, DWORD PTR [4 * eax + kPowers-4]
      sbb   eax, 0
   }
}

无论是针对大小（/O1）还是速度（/O2）进行优化，这都会在所有优化的版本中产生所需的输出（与上面的输出完全相同），但是在调试版本中则不会。如果在调试版本中需要它，则必须诉诸C宏。:-(