rip 可以与另一个具有 RIP 相对寻址的寄存器一起使用吗？

Question

我熟悉这种形式的内存引用：

XXX ptr [base + index * size + displacement]

其中 XXX 是某种大小（字节/字/双字/等），base 和 index 都是寄存器，size 是 2 的小幂，displacement 是有符号值。

amd64 引入了 rip-relative 寻址。据我了解，我应该能够使用rip 作为基址寄存器。但是，当我尝试使用 clang-900.0.39.2 时：

mov r8b, byte ptr [rip + rdi * 1 + Lsomething]

我明白了：

错误：无效的基数+索引表达式

mov r8b, byte ptr [rip + rdi * 1 + Lsomething]

使用rip作为基址寄存器时是不是不能使用变址寄存器？我是否必须使用lea 来计算rip + Lsomething，然后抵消掉？

Answer 1

不，[RIP + rel32] 是唯一涉及 RIP 的寻址模式。 另请参阅 Referencing the contents of a memory location. (x86 addressing modes)。

如果您想要最大效率地索引静态数组，则需要编写位置相关代码，以便可以在正常寻址模式下将表地址用作 32 位绝对地址disp32。在 Linux 中，位置相关的可执行文件中允许这样做，但共享库（必须是 PIC）中不允许这样做。当 gcc 默认配置为制作 PIE 时，请参阅 32-bit absolute addresses no longer allowed in x86-64 Linux? 了解如何使用 -fno-pie -no-pie。

否则对于位置无关的数组索引，lea rsi, [rip + Lsomething] 并使用指针增量或[rsi + rdi*1 + constant] 寻址模式，或任何其他替代方法。 （Non-indexed addressing modes sometimes save a uop on Intel CPUs 所以指针增量可能很好，特别是如果你正在展开，所以每个指针的 add 可以为自己付出更多，而不是为多个数组使用相同的索引。）

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在任意寻址模式下，它不是“RIP 作为基址寄存器”； 机器码编码中没有空间。 x86-64 有 16 个可能的基址寄存器，用 ModR/M 中的 3 位或 SIB 字节 + 可选 REX 前缀中的 1 位编码。要使 RIP 可用作具有任意寻址模式的基础，则需要消除一些其他寄存器，并在 32 位和 64 位模式之间的有效地址解码方面产生很多差异。

x86-32 有 2 种冗余方式来编码 [0x123456]，即 no-base + disp32：有或没有 SIB 字节，因为 SIB 有无基数和无索引的编码。请参阅http://wiki.osdev.org/X86-64_Instruction_Encoding#32.2F64-bit_addressing 以获得漂亮的表格，或参阅英特尔的手册。

无索引 SIB 编码可以编码 [esp] 而不是 [esp+esp]，因为表示 base=RSP 的 ModR/M 编码是表示“有一个 SIB”的转义码。他们本可以设计它，以便您可以使用esp 作为除esp 以外的碱基的索引，但首先没有人愿意使用esp 作为索引。有趣的事实：无基（disp32）编码使用了没有位移的[ebp]，这就是为什么[ebp]实际上被编码为[ebp + disp8=0]。在 x86-64 模式下，这也适用于 R13。

x86-64 将 [disp32] 的较短（无 SIB）编码重新用于 [RIP + disp32]，即 [RIP + rel32]。

32 位绝对地址 ([disp32]) 仍可使用较长的 SIB 编码进行编码。 （如果你不使用default rel，这是 NASM 默认所做的。）甚至没有[RIP + disp8]（例如，用于加载附近的代码地址）。 ModR/M 字节的 Mod 和 M 字段中恰好有一个位模式，用于编码 RIP 相对地址。