Max*_*tin 6 delphi x86 assembly memory-alignment
如何在 Delphi 汇编器中协调短条件跳转与分支目标对齐?
\n\nI\xe2\x80\x99m 使用 Delphi 版本 10.2 Tokyo,针对 32 位和 64 位汇编,完全使用汇编编写一些函数。
\n\n如果我不\xe2\x80\x99t 使用 .align
,编译器会正确short
编码条件跳转指令(2 字节指令,由 1 字节操作码074h
和 1 字节相对偏移量 -+ 最多 07Fh 组成)。但是,如果我曾经放置过一个.align
,即使是小到.align 4
- 所有条件跳转指令都位于 .align 之前并且目标位于.align
- 在这种情况下,所有这些指令都变成 6 字节指令,而不是 2 字节指令他们应该是。只有位于 .align 之后的指令仍被正确编码为 2 字节short
。
Delphi 汇编器不接受 \xe2\x80\x99t 接受 \xe2\x80\x98short\xe2\x80\x99 前缀。
\n\n如何协调短条件跳转与分支目标对齐.align
在 Delphi 汇编器中协调短条件跳转与分支目标对齐?
这是一个示例程序 \xe2\x80\x93 请注意,有一个.align
这是一个示例程序 \xe2\x80\x93 请注意中间
procedure Test; assembler;\n label\n label1, label2, label3;\n asm\n mov al, 1\n cmp al, 2\n je label1\n je label2\n je label3\n label1:\n mov al, 3\n cmp al, 4\n je label1\n je label2\n je label3\n mov al, 5\n .align 4\n label2:\n cmp al, 6\n je label1\n je label2\n je label3\n mov al, 7\n cmp al, 8\n je label1\n je label2\n je label3\n label3:\n end;\n
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)\n\n下面是它的编码方式 \xe2\x80\x93 条件跳转,位于 之前align
,指向 label2 和 label3 (在align
)被编码为 6 字节指令(这是 64 位 CPU 目标):
0041C354 B001 mov al,$01 // mov al, 1\n0041C356 3C02 cmp al,$02 // cmp al, 2\n0041C358 740C jz $0041c366 // je label1\n0041C35A 0F841C000000 jz $0041c37c // je label2\n0041C360 0F8426000000 jz $0041c38c // je label3\n0041C366 B003 mov al,$03 //label1: mov al, 3\n0041C368 3C04 cmp al,$04 // cmp al, 4\n0041C36A 74FA jz $0041c366 // je label1\n0041C36C 0F840A000000 jz $0041c37c // je label2\n0041C372 0F8414000000 jz $0041c38c // je label3\n0041C378 B005 mov al,$05 // mov al, 5\n0041C37A 8BC0 mov eax,eax // <-- a 2-byte dummy instruction, inserted by ".align 4" (almost a 2-byte NOP)\n0041C37C 3C06 cmp al,$06 //label2: cmp al, 6\n0041C37E 74E6 jz $0041c366 // je label1\n0041C380 74FA jz $0041c37c // je label2\n0041C382 7408 jz $0041c38c // je label3\n0041C384 B007 mov al,$07 // mov al, 7\n0041C386 3C08 cmp al,$08 // cmp al, 8\n0041C388 74DC jz $0041c366 // je label1\n0041C38A 74F0 jz $0041c37c // je label2\n0041C38C C3 ret // label3:\n
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)\n\n但如果我删除.align
- 所有指令都有正确的大小 - 只是 2 个字节,因为它们曾经是:
0041C354 B001 mov al,$01 // mov al, 1\n0041C356 3C02 cmp al,$02 // cmp al, 2\n0041C358 7404 jz $0041c35e // je label1\n0041C35A 740E jz $0041c36a // je label2\n0041C35C 741C jz $0041c37a // je label3\n0041C35E B003 mov al,$03 //label1: mov al, 3\n0041C360 3C04 cmp al,$04 // cmp al, 4\n0041C362 74FA jz $0041c35e // je label1\n0041C364 7404 jz $0041c36a // je label2\n0041C366 7412 jz $0041c37a // je label3\n0041C368 B005 mov al,$05 // mov al, 5\n0041C36A 3C06 cmp al,$06 //.align 4 label2:cmp al, 6\n0041C36C 74F0 jz $0041c35e // je label1\n0041C36E 74FA jz $0041c36a // je label2\n0041C370 7408 jz $0041c37a // je label3\n0041C372 B007 mov al,$07 // mov al, 7\n0041C374 3C08 cmp al,$08 // cmp al, 8\n0041C376 74E6 jz $0041c35e // je label1\n0041C378 74F0 jz $0041c36a // je label2\n0041C37A C3 ret // je label3\n // label3: \n
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)\n\n回到条件跳转说明:如何协调短条件跳转与分支目标对齐.align
在 Delphi 汇编器中协调短条件跳转与分支目标对齐?
我承认在 SkyLake 及更高版本的处理器上对齐分支目标的好处很小,而且我知道我可以避免使用.align
- 它还会节省代码大小。但我想知道如何使用 Delphi 汇编器来生成短跳转align
. 此问题不仅在 64 位目标中存在,在 32 位目标中也存在。
除非您的汇编器可以选择进行更好的分支位移优化(这可能需要重复传递),否则您可能会运气不好。(当然,您可以自己手动完成所有对齐,但每次更改任何内容时都必须重新完成。)
或者您可以使用不同的汇编器进行汇编。但正如我所料,这是非常不可取的,因为您无法访问 Delphi 特定的内容,例如在 asm 之外声明的内容的对象布局。(感谢@Rudy 的评论。)
您可以在 Delphi 汇编器中编写一些函数,并在那里尽可能多地执行 Delphi 特定的操作。在另一个汇编器中编写关键循环部分,hexdump 将其机器代码输出转储到db
放置在 Delphi 程序集中间的伪指令中。
如果每个函数的开头至少与函数内的任何内容一样对齐,那么这可以正常工作,但您可能最终会浪费指令或将常量放入寄存器中供 NASM 部分使用,这可能比仅仅使用更糟糕更长的树枝。
仅位于 .align 之后的指令仍正确编码为 2 字节短指令
这不太准确。第一个je label1
看起来不错,而且是在.align
.
看起来任何跨越尚未评估的.align
指令的分支都会为 留下空间rel32
,并且汇编器永远不会返回并修复它。其他所有情况似乎都很好:向后分支跨越 a .align
,向前分支不跨越 a .align
。
分支位移优化不是一个简单的问题,特别是当有.align
指令时。不过,这似乎是一个真正次优的实现。
相关:为什么分支位移的“从小处开始”算法不是最佳的?有关汇编程序用于分支位移优化的算法的更多信息。即使优秀的汇编程序也可能无法做出最佳选择,尤其是在有.align
指令的情况下。
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