x86 Assembly为什么使用Push / Pop代替Mov？

Question

我有一些来自shell代码有效负载的示例代码，显示了for循环并使用push / pop设置计数器：

push 9
pop ecx

为什么不能只使用mov？

mov ecx, 9

Answer 1

是的，mov ecx, 9出于性能原因，通常应始终使用。 它比push/ pop 更有效，因为它可以在任何端口上运行。（对于Agner Fog测试过的所有现有CPU都是这样：https：//agner.org/optimize/ ）

push imm8/ 的正常原因pop r32是机器代码没有零字节。这对于必须通过或其他任何方法将缓冲区溢出的shellcodestrcpy视为将其视为由0字节终止的隐式长度C字符串的一部分。

mov ecx, immediate仅可用于32位立即数，因此机器代码将如下所示B9 09 00 00 00。与6a 09推9; 59流行ecx。

（ECX寄存器是数1，这是在B9与59来自：低的指令的3位= 001）

另一个用例是纯粹的代码大小：mov r32, imm325个字节（使用无ModRM编码，将寄存器号放在操作码的低3位中），因为不幸的是x86缺少用于符号扩展的imm8操作码mov（没有mov r/m32, imm8） 。几乎所有可追溯到8086的ALU指令都存在这种情况。

在16位8086中，该编码将不会节省任何空间：对于几乎所有内容，3字节的简短格式mov r16, imm16都将与假设的一样好mov r/m16, imm8，除了将立即数移动到该mov r/m16, imm16格式（带有ModRM字节）的内存中是必需的。

由于386的32位模式没有添加新的操作码，只是更改了默认的操作数大小和立即宽度，因此ISA在32位模式下的这种“遗漏的优化”从386开始。全角立即数长了2个字节，add r32,imm32现在比更长add r/m32, imm8。请参阅x86汇编16位vs 8位立即操作数编码。但是我们没有这种选择，mov因为没有MOV操作码对其立即数进行符号扩展（或零扩展）。

有趣的事实：（clang -Oz即使以速度为代价进行大小优化）也可以编译 int foo(){return 9;}为push 9；pop rax。

另请参阅Codegolf.SE上有关在x86 / x64机器代码中打高尔夫球的技巧（该网站通常是出于娱乐目的而优化大小，而不是将代码放入小型ROM或引导扇区中。但是对于机器代码，进行大小优化确实具有实用性。有时甚至会牺牲性能。）

如果您已有另一个具有已知内容的寄存器，则可以使用3字节在另一个寄存器中创建9 lea ecx, [eax-0 + 9]（如果EAX成立0）。只需操作码+ ModRM + disp8。因此，如果您已经将其他任何寄存器的异或为零，则可以避免push / pop hack。 lea的效率几乎不及mov，并且在优化速度时可以考虑使用它，因为较小的代码大小在大规模上具有较小的速度优势：L1i缓存命中，有时在uop缓存尚未很热时进行解码。