c - 尝试将 C 转换为汇编

Question

我在 C 中有一个结构:

struct struct1 {
    uint16_t a;
    uint32_t b;
    char * c;
    struct struct2* d;
}

如何在 Nasm 中定义相同的结构？我试过这个:

struc struct1
  .a resw
  .b resdw
  .c ???? ; what should be here?
  .d ???? ; what should be here?   
endstruc

我怎样才能做到这一点？

Answer 1

这是一些考试测试，还是现实世界的 C 结构？

在现实世界中，它可能会被填充以对齐其成员，因此 .b可能是 4 或 8(或更多，取决于填充的编译时设置)，而不是 2。

当真正执行 C<->asm 时，请确保使用一些“填充/打包”编译指示或编译时开关来始终编译为 C 二进制文件中的相同结构(第一步)。

然后可能会手动填充/对齐，例如我会将“a”放在最后，将“c”和“d”放在开头。因此，内存中的顺序将是“c、d、b、a”(即使对于“打包”模式下的 64b 目标，我也会发现“足够”对齐，生成的偏移量将是 [0, 8, 16, 20] ，大小将是 22字节)(编辑:我会在末尾添加另一个 word 只是为了将其填充到 24B 大小，如果我知道我会在数组中使用其中的许多)。

最后什么是c和d在内存中->指针。通过“nasm”一词的使用，我感觉到 x86 目标平台，通过“uint32_t”，我感觉到它不是 16b 实模式，因此它们是 32 位或 64 位(取决于您的目标平台)。 32 位为 4 个字节，64 位为 8 个字节。

<小时/>

顺便说一句，您始终可以编写一些简短的 C 源代码来练习对结构的访问，并检查编译器的输出。

例如我将其放入 http://godbolt.org/ :

#include <cstdint>

struct struct1 {
    uint16_t a;
    uint32_t b;
    char * c;
    void * d;
};

std::size_t testFunction(struct1 *in) {
    std::size_t r = in->a;
    r += in->b;
    r += uintptr_t(in->c);
    r += uintptr_t(in->d);
    return r;
}

并得到了这个(clang 3.9.0 -O3 -m32 -std=c++11):

testFunction(struct1*):              # @testFunction(struct1*)
        mov     ecx, dword ptr [esp + 4]   ; ecx = "in" pointer
        movzx   eax, word ptr [ecx]        ; +0 for "a"
        add     eax, dword ptr [ecx + 4]   ; +4 for "b"
        add     eax, dword ptr [ecx + 8]   ; +8 for "c"
        add     eax, dword ptr [ecx + 12]  ; +12 for "d"
        ret     ; size of struct is 16B

对于 64b 目标:

testFunction(struct1*):              # @testFunction(struct1*)
        mov     rax, qword ptr [rdi]
        movzx   ecx, ax
        shr     rax, 32
        add     rax, rcx
        add     rax, qword ptr [rdi + 8]
        add     rax, qword ptr [rdi + 16]
        ret

偏移量现在为 0、4、8 和 16，大小为 24B。

64b 目标添加了“-fpack-struct=1”:

testFunction(struct1*):              # @testFunction(struct1*)
        movzx   ecx, word ptr [rdi]
        mov     eax, dword ptr [rdi + 2]
        add     rax, rcx
        add     rax, qword ptr [rdi + 6]
        add     rax, qword ptr [rdi + 14]
        ret

偏移量为 0、2、6 和 14，大小为 22B(对成员 b、c 和 d 的未对齐访问会损害性能)。

例如，对于 0、4、8、16 情况(64b 对齐)，您的 NASM 结构应该是:

struc struct1
  .a resd 1
  .b resd 1
  .c resq 1
  .d resq 1
endstruc

<小时/>

根据您的进一步评论...我认为您可能有点想念汇编中的“struc”是什么。这是一个噱头，它只是指定地址偏移量的另一种方式。上面的例子也可以写成:

struc struct1
  .a resw 1
     resw 1   ; padding to make "b" start at offset 4
  .b resd 1
  .c resq 1
  .d resq 1
endstruc

现在你也有了“a”的“resw”。对于ASM来说没关系，代码只是符号.a的值。和.b很重要，这些值为 0和4在这两个例子中。如何保留 struc 内的空间并不重要。定义，只要您为特定“变量”指定正确的字节数及其填充，它就不会影响结果。