将 x86_64 程序集移植到 AArch64答案

【问题标题】：Porting x86_64 Assembly to AArch64将 x86_64 程序集移植到 AArch64
【发布时间】：2015-03-28 19:28:06
【问题描述】：

我正在尝试将一些现有的内联 x86_64 程序集转换为 AArch64 兼容版本。我在编译时遇到以下错误：

/tmp/ccSvqF1I.s:72547: Error: operand 1 should be an integer register -- `str [0x4,x1],#0x43e00000'
/tmp/ccSvqF1I.s:72548: Error: operand 1 should be an integer register -- `str [20,x1],2'

下面的 x86_64 代码如果是原始代码和 AARch64 代码是我移植它的尝试。

x86_64 组装：

                __asm__(
                        "incq (%0)\n\t"
                        "jno  0f\n\t"
                        "movl $0x0, (%0)\n\t"
                        "movl $0x43e00000, 0x4(%0)\n\t"
                        "movb %1, %c2(%0)\n"
                        "0:"
                        :
                        : "r"(&op1->value),
                          "n"(IS_DOUBLE),
                          "n"(ZVAL_OFFSETOF_TYPE)
                        : "cc");

AArch64 组装

                __asm__(
                        "add %0, %0, #1\n\t"
                        "bvc  0f\n\t"
                        "mov %0, #0x0\n\t"
                        "str [0x4, %0], #0x43e00000\n\t"
                        "str [%c2, %0], %1\n\t"
                        "0:"
                        :
                        : "r"(&op1->value),
                          "n"(IS_DOUBLE),
                          "n"(ZVAL_OFFSETOF_TYPE)
                        : "cc");

编辑：更新了新的尝试和错误消息

【问题讨论】：

听起来并不粗鲁，但您可能应该尝试使用 AArch64 指令和语法，而不是这样。
@Notlikethat 我猜我真正的问题是不理解 x86 代码的 %c2(%0) 部分。我似乎找不到任何描述该代码作用的文档。
我的 x86 程序集相当生疏，我的知识是 Intel 语法，而不是 GNU 愚蠢的 AT&T 语法，但我认为这只是基址寄存器 + 立即偏移寻址，具有 ZVAL_OFFSETOF_TYPE 的约束必须是编译时常量 - 请参阅 "x86 Operand Modifiers" in the docs。无论哪种方式，任何内存操作数都不适合 ARM mov 指令。
@Notlikethat 所以装配线将%1 中的值移动到%c2 中，偏移%0 的值？对于 ARM 中的内存操作，mov 指令的替代方案是什么？我查看了str，但这似乎只是将一个寄存器+偏移量移动到一个寄存器中，这与 x86 代码的作用相反。我已经用我的新尝试和相应的错误消息更新了代码。
x64 和 ARM64 的功能和语法有很大不同。为什么不让编译器为某些 C 代码生成汇编语言列表，以查看它对 ARM64 的期望。 ARM 是一种加载/存储架构，您不能将立即值存储到内存中。指令只能将寄存器移动到内存或内存到寄存器。

标签： assembly x86-64 arm64

【解决方案1】：

当你想做的事情不能用一条指令来描述时，你需要把它分成几条指令。

问题在于 AArch64 没有将立即值存储到内存的指令。您需要将立即值移动到寄存器，然后将寄存器存储到内存中，例如：

movz    w2, #0x43e0, lsl #16         // move #0x43e00000 to a register
str w2, [x1, #20]                    // store to address [x1, #20]
orr w2, wzr, #0x2                    // move #0x2 to a register
str w2, [x1, #4]                     // store to address [x1, #4]

ARM 指令类似于 RISC（精简指令集计算机）指令。好处是指令都非常简单且长度固定。 X86 有更复杂的指令。但是，如果没有一条指令支持您的行为，您仍然需要将您的行为分成几条指令。你可以在http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0488d/CIHGGBGB.html找到更多关于AArch64的信息。

【讨论】：

【解决方案2】：

更好的解决方案可能是使用 ldr= 伪操作，这将使隐秘的 movz 用法更易于阅读：

ldr  w2, =0x43e00000
str  w2, [x1, #20]

.. 等等。您的汇编程序应该足够聪明，能够意识到它可以使用movz 或其他一些指令在w2 中生成立即数，但在最坏的情况下，这将作为文字池加载出现。在学习的过程中，ldr= 是一个福音，在您知道它已损坏或效率不如您之前，您不应该尝试玩弄汇编器。

【讨论】：

我们需要翻译来理解这个回复。

【解决方案3】：

不幸的是，几乎没有一个程序集是正确的。 A64 指令集使用加载/存储架构。这意味着有特定的指令可以将内存中的值加载和存储到寄存器中。没有其他指令访问内存。因此，例如 ADD 指令无法访问内存。这意味着您的add %0, %0, #1 语句不会增加op1->value，它会增加保存op1->value 地址的寄存器。这基本上就像您在 C 中使用 op1++ 而不是 op1->value++。

    zend_long temp;
    static zend_long const overflow = 0x43e0000000000000;
    asm("ldr %[temp], %[value]\n\t"
        "adds %[temp], %[temp], #1\n\t"
        "str %[temp], %[value]\n\t"
        "b.vc 0f\n\t"
        "mov %[temp], #%[overflow]\n\t"
        "str %[temp], %[value]\n\t"
        "mov %w[temp], #%[is_double]\n\t"
        "str %w[temp], %[type_info]\n\t"
        "0:\n\t"
        :
        [temp] "=&r" (temp),
        [value] "+m" (op1->value.lval),
        [type_info] "=m" (op1->u1.type_info)
        :
        [overflow] "N" (overflow),
        [is_double] "M" (IS_DOUBLE)
        : "cc");

您会注意到 x86 INC 指令变成了三个独立的指令。第一个将值加载到寄存器中，第二个将值加到寄存器中，最后第三个将其存储回来。

0x43e000000000000 和IS_DOUBLE 这两个常量恰好是可以通过一条指令加载到寄存器中的常量。使用 MOV 伪指令允许汇编器找出哪一个。否则，将不得不使用 LDR= 伪指令从内存中加载常量。无论哪种方式，正如克莱莫尔在他的回答中所说，您不能将立即值直接存储到内存中。

最后，asm 语句使用了 ADDS 指令而不是 ADD 指令。前者根据结果设置条件标志，后者不设置。 asm 语句的全部要点。它应该通过检查条件标志来提高有符号溢出检测的效率。

【讨论】：