assembly - OR 指令汇编到 ECX 寄存器中

Question

在我正在读的一本书中，我们得到了以下片段和问题:

This function uses a combination SCAS and STOS to do its work. First, explain what is the type of the [EBP+8] and [EBP+C] in line 1 and 8, respectively. Next, explain what this snippet does:

01: 8B 7D 08    mov edi, [ebp+8]
02: 8B D7       mov edx, edi
03: 33 C0       xor eax, eax
04: 83 C9 FF    or ecx, 0FFFFFFFFh
05: F2 AE       repne scasb
06: 83 C1 02    add ecx, 2
07: F7 D9       neg ecx
08: 8A 45 0C    mov al, [ebp+0Ch]
09: 8B AA       mov edi, edx
10: F3 AA       rep stosb
11: 8B C2       mov eax, edx

在检查了在线解决方案(https://johannesbader.ch/2014/05/practical-reverse-engineering-exercises-page-11/)后，我几乎弄清楚了一切，但是，这个片段中的一步对我来说仍然没有意义。

根据网上的解决方案，当我们在第4行运行命令或ecx, 0FFFFFFFFh时，它说

We [now] interpret ECX as a signed integer -1

为了知道 or 命令的结果是什么，我们是否不需要事先知道 ECX 的值是多少？为什么值为-1？

谢谢

Answer 1

32 位 two's complement representation的-1是 0xFFFFFFFF (全一)。 1 OR x总是1 ，所以这无条件设置 ecx至-1。这个技巧只适用于 -1，因为 OR 只能设置位，而不能将它们清除为零。

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您引用的解决方案中有关将“ecx解释为有符号整数-1”的部分仅在以下 gdb 命令的上下文中才有意义:(gdb) p/d $ecx -> $7 = -1 。

<强> rep前缀将 ecx 视为无符号计数器。将 ecx 设置为 -1/UINT_MAX 意味着 repne scasb 仅当在内存中找到零时才会停止，而不是因为 ecx一路倒数。 (理论上，如果没有零，它会倒计时并以这种方式结束，但实际上它会首先出现段错误。 -1 不是 rep 的特例)。

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为什么使用or :代码大小

将寄存器设置为 anything other than zero 的“正常”方法具有 5 个字节 mov r32, imm32 insn ，例如B9 FF FF FF FF mov ecx,-1 .

如果您更关心代码大小而不是速度，或者您知道对 ecx 的错误依赖这里不是问题，您可以使用符号扩展的 8 位立即数来保存两个字节: or r/m32, imm8 .

83 C9 FF    or ecx, 0FFFFFFFFh

结果中的任何位实际上都不依赖于 ecx 的旧值，因为。然而，真正的CPU不会对此进行特殊处理，因此乱序执行直到 ecx 才能开始。准备好了。这是对 ecx 旧值的错误依赖。 mov打破了对前一个值的依赖。 (有关此内容的更多信息，请参阅 x86 标签 wiki，尤其是 Agner Fog's guides )。

or ecx, imm8需要 ModRM 字节将目标编码为 ecx，与 mov 的形式不同其中每个目标寄存器都有一个单独的操作码。不幸的是，没有 mov r/m32, imm8 的操作码，这将在许多指令中节省 2 个字节的代码。

如果英特尔愿意放弃 backwards compatibility with undocumented instructions ，他们本来可以添加它。 (8086 没有它，因为在将立即数移动到内存时它只会帮助 16 位代码。他们已经将 8 个操作码专用于 mov r16, imm16 ，这是 16 位模式下的 3 个字节，不需要操作数大小前缀，就像不存在的 mov r/m16, imm8 一样。)

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所以在优化代码大小时这是一个有用的习惯用法，例如对于引导加载程序，或 https://codegolf.stackexchange.com/ 上的机器代码答案。 (是的，这是一件事。)

另一个相关技巧是使用 3 字节 lea创建一个常量，如果您在另一个寄存器中已经有另一个常量。例如对于 x86-64 Adler32, I needed two zeroed registers and a 1 ，所以我用了

401120:       31 c0          xor  eax,eax
401122:       99             cdq                 # zero rdx by sign-extending eax (0) into edx
401123:       8d 7a 01       lea  edi,[rdx+0x1]  # edi=0+1, using a reg + disp8 addressing mode