对汇编代码行“xorq, %rdx, %rdx”进行编码需要多少字节？

Question

常见的汇编代码行格式为

xorq, %rdx, %rdx

此操作的一个用途是将寄存器 %rd 设置为零，利用 x^x = 0 的事实。在 C 中，它与设置 x = 0 相同。

表达这个操作的另一种更直接的方式是

movq $0, %rdx

我的问题是，我们如何计算编码这两种不同实现所需的字节数？我相信第一个答案是 3 个字节，而第二个需要 7 个字节。

Answer 1

在过去，汇编程序会生成显示编码指令的列表文件，您可以看到每条指令占用了多少字节。如果做不到这一点，你可以把这段代码放在file.s：

a:  xorq  %rdx, %rdx
b:  movq $0, %rdx
c:

然后将其与as -o file.o file.s 组合在一起，并查看带有nm file.o 的符号，显示如下：

0000000000000000 吨 0000000000000003 t b 000000000000000 吨 c

从中可以看到xorq %rdx, %rdx需要3₁₆-0₁₆ = 3个字节，而movq $0, %rdx需要₁₆- 3₁₆ = 7 个字节。

您也可以使用objdump -disassemble file.o 或otool -tv file.o 反汇编目标文件。 （命令及其开关可能会有所不同；这些是当前的 Apple 工具。）

Answer 2

您可以从 x86 参考手册中找到此类问题的答案，但编写一个小型测试汇编程序、汇编它然后反汇编它通常更快、更容易。

$ cat > test.s <<EOF
        .text
        .globl x
x:
        xorl %edx, %edx
        xorq %rdx, %rdx
        movl $0, %edx
        movq $0, %rdx
EOF
$ as test.s -o test.o
$ objdump -d test.o

test.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <x>:
   0:   31 d2                   xor    %edx,%edx
   2:   48 31 d2                xor    %rdx,%rdx
   5:   ba 00 00 00 00          mov    $0x0,%edx
   a:   48 c7 c2 00 00 00 00    mov    $0x0,%rdx

所有这四个指令都会清除 RDX，因为 x86-64 会自动将任何 32 位操作的结果零扩展至寄存器的整个宽度。从反汇编转储中可以看出，它们分别以 2、3、5 和 7 个字节进行编码，因此您最初的猜测是正确的。

使用较长指令的一个原因是 XOR 设置条件代码（因此在 xor %edx, %edx 之后，您将有 ZF=1、OF=SF=PF=CF=0 和 AF 未定义）但 MOV 没有。如果您尝试微调某些手写程序集的调度，这可能很重要。