4字节的汇编指令如何编码4字节的内存地址？答案

【问题标题】：How can an assembly instruction of 4 byte encode a 4 byte memory address?4字节的汇编指令如何编码4字节的内存地址？
【发布时间】：2015-10-04 22:00:12
【问题描述】：

我没有特定的机器设置，但一般来说，我用 C++ 编写了以下内容：

int* x;
x = 0xFFFFFFFF;
int* y; 
y = 0x00000000;

*y = *x

我可以想办法在汇编中做到这一点：

// find &x (on the stack frame) using the frame register + an offset
// load value of x into register 0
load *(register 0) -> register 1   // load value of *x
load y -> register 2
store register 1 register 2

然而，上述指令都没有编码内存地址（对于 4GB 内存是 32 位），只有寄存器的地址被编码（如果我们有 32 个寄存器，则指令中需要 5 位）

TL;DR 我的问题是像“分支”（函数调用）这样的指令，它需要一个函数地址（或链接器给出的符号），它实际上是一个 32 位内存地址......它怎么可能（假设每个汇编指令也是4 个字节大）？如果“分支”也使用临时寄存器来存储地址（如我给出的示例），这是否意味着“分支”不是原子操作？

【问题讨论】：

标签： assembly linker makefile

【解决方案1】：

我的问题是关于“分支”（函数调用）之类的指令，它接受一个函数地址（或链接器给出的符号），它位于实际上是一个 32 位的内存地址......它怎么可能（假设每个程序集指令也是4个字节大）？如果“分支”也使用临时寄存器来存储地址（就像我给出的例子），这样做意思是“分支”不是原子操作？

可以通过多种方式完成：

通过使用 PC 相对寻址：目标地址不编码为绝对地址，而是相对于 PC 的当前值的带符号偏移。这利用了相关函数彼此接近的优势，因此它们之间的距离可以编码为 16 位有符号整数。
通过使用 32 位寄存器作为操作数，而不是使用中间操作数。因此，一个 32 位寄存器预先加载了 CALL 或 JUMP 指令的目标地址，然后，CALL/JUMP 被执行到该寄存器指向的地址。这将 32 位指令中具有 32 位值的问题转移到 LOAD/STORE 指令，它们通常分两个阶段执行此操作，使用 LOADHI 和 LOADLOW 指令来加载 32 位寄存器的一半，或者只有一个LOADLOW 指令和使用 SHIFTLEFT 指令。

【讨论】：

对于第一种解决方案，假设链接器将函数 ADDress 存储在符号表中，那么函数分支应该有一个偏移量：（函数 ADDress - 函数调用的 PC），但是存储的 PC任何地方？我在 make 生成的汇编文件中没有看到它
PC 是指令本身的地址。
nvm，我想你可以在链接期间计算PC（行号），谢谢
第一个选项不需要计算PC的实际值。只是从 CALL/JUMP 指令到例程开始的字节数，并将该值作为中间操作数。

【解决方案2】：

在许多架构上，控制传输使用范围小于 32 位的相对编码。在其他架构上，指令不固定为 32 位。您还可以通过寄存器或内存获得间接跳转。加载寄存器和跳转可能不是原子操作，但您通常不会在意，尤其是在您编写 C 代码时。

【讨论】：