JIT 编译器中的 ebp + 6 而不是 +8答案

【问题标题】：ebp + 6 instead of +8 in a JIT compilerJIT 编译器中的 ebp + 6 而不是 +8
【发布时间】：2011-03-01 20:29:39
【问题描述】：

我正在为好玩而编写的 VM 中实现一个简单的 JIT 编译器（主要是为了了解有关语言设计的更多信息）并且我遇到了一些奇怪的行为，也许有人可以告诉我原因。

首先，我为 C 和 C++ 定义了一个 JIT“原型”：

#ifdef __cplusplus 
    typedef void* (*_JIT_METHOD) (...);
#else
    typedef (*_JIT_METHOD) ();
#endif

我有一个compile() 函数，它会将内容编译到 ASM 中并将其粘贴到内存中的某个位置：

void* compile (void* something)
{
    // grab some memory
    unsigned char* buffer = (unsigned char*) malloc (1024);

    // xor eax, eax
    // inc eax
    // inc eax
    // inc eax
    // ret -> eax should be 3
    /* WORKS!
    buffer[0] = 0x67;
    buffer[1] = 0x31;
    buffer[2] = 0xC0;
    buffer[3] = 0x67;
    buffer[4] = 0x40;
    buffer[5] = 0x67;
    buffer[6] = 0x40;
    buffer[7] = 0x67;
    buffer[8] = 0x40;
    buffer[9] = 0xC3; */

    // xor eax, eax
    // mov eax, 9
    // ret 4 -> eax should be 9
    /* WORKS!
    buffer[0] = 0x67;
    buffer[1] = 0x31;
    buffer[2] = 0xC0;
    buffer[3] = 0x67;
    buffer[4] = 0xB8;
    buffer[5] = 0x09;
    buffer[6] = 0x00;
    buffer[7] = 0x00;
    buffer[8] = 0x00;
    buffer[9] = 0xC3; */


    // push ebp
    // mov ebp, esp
    // mov eax, [ebp + 6] ; wtf? shouldn't this be [ebp + 8]!?
    // mov esp, ebp
    // pop ebp
    // ret -> eax should be the first value sent to the function
    /* WORKS! */
    buffer[0] = 0x66;
    buffer[1] = 0x55;
    buffer[2] = 0x66;
    buffer[3] = 0x89;
    buffer[4] = 0xE5;
    buffer[5] = 0x66;
    buffer[6] = 0x66;
    buffer[7] = 0x8B;
    buffer[8] = 0x45;
    buffer[9] = 0x06;
    buffer[10] = 0x66;
    buffer[11] = 0x89;
    buffer[12] = 0xEC;
    buffer[13] = 0x66;
    buffer[14] = 0x5D;
    buffer[15] = 0xC3;

    // mov eax, 5
    // add eax, ecx
    // ret -> eax should be 50
    /* WORKS!
    buffer[0] = 0x67;
    buffer[1] = 0xB8;
    buffer[2] = 0x05;
    buffer[3] = 0x00;
    buffer[4] = 0x00;
    buffer[5] = 0x00;
    buffer[6] = 0x66;
    buffer[7] = 0x01;
    buffer[8] = 0xC8;
    buffer[9] = 0xC3; */

    return buffer;
}

最后我有了程序的主要部分：

int main (int argc, char **args)
{
    DWORD oldProtect = (DWORD) NULL;
    int i = 667, j = 1, k = 5, l = 0;

    // generate some arbitrary function
    _JIT_METHOD someFunc = (_JIT_METHOD) compile(NULL);

    // windows only
#if defined _WIN64 || defined _WIN32
    // set memory permissions and flush CPU code cache
    VirtualProtect(someFunc,1024,PAGE_EXECUTE_READWRITE, &oldProtect);  
    FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(), someFunc, 1024);
#endif

    // this asm just for some debugging/testing purposes
    __asm mov ecx, i

    // run compiled function (from wherever *someFunc is pointing to)
    l = (int)someFunc(i, k);

    // did it work?
    printf("result: %d", l);

    free (someFunc);
    _getch();

    return 0;
}

如您所见，我对compile() 函数进行了几次测试，以确保获得预期的结果，并且几乎一切正常，但我有一个问题...

在大多数教程或文档资源中，要获取传递的函数的第一个值（在整数的情况下），您执行[ebp+8]，第二个[ebp+12] 等等。出于某种原因，我必须先做[ebp+6] 然后[ebp+10] 等等。谁能告诉我为什么？

【问题讨论】：

标签： c++ c assembly jit vm-implementation

【解决方案1】：

您的操作码看起来很可疑：它们充满了 0x66 和 0x67 地址/数据大小覆盖前缀，它们（在 32 位代码段中）会将 32 位操作转换为 16 位操作。例如

buffer[0] = 0x66;
buffer[1] = 0x55;
buffer[2] = 0x66;
buffer[3] = 0x89;
buffer[4] = 0xE5;
...

是

push bp
mov  bp, sp

而不是

push ebp
mov  ebp, esp

（这似乎解释了观察到的行为：推 bp 将堆栈指针递减 2 而不是 4）。

【讨论】：

谢谢，那我应该用什么来代替0x66 和0x67。此外，ASM 字节码是用 TASM 组装的（可能是 16 位模式）。
我对 TASM 不熟悉...但是您需要在 32 位模式下组装。（尽管在这些简单的示例中，您可能需要做的只是完全删除 0x66 和 0x67 字节：它们只是修改以下操作码含义的前缀字节。例如，push ebp ; mov ebp, esp 只是 0x55 , 0x89, 0xE5 在 32 位模式下。）

【解决方案2】：

您的问题是 66 和 67 字节——分别是操作数大小覆盖和地址大小覆盖。

由于您在 32 位模式下运行此代码，因此这些字节告诉处理器您需要 16 位操作数和地址而不是 32 位操作数和地址。 66 55 反汇编为 PUSH BP，它只推送 2 个字节而不是 4 个字节，因此您的地址减少了 2 个。

前两个示例中的67 字节也是不必要的，但是因为您只访问寄存器而不是内存，所以它们没有任何效果并且不会破坏任何东西（还）。这些字节也应该被删除。

看起来您正在使用专为 16 位代码设计的框架，或者也许有一种方法可以告诉它您需要 32 位代码。

【讨论】：