x86-64 程序集中的交换函数答案

【问题标题】：Swap function in x86-64 assemblyx86-64 程序集中的交换函数
【发布时间】：2020-08-25 17:03:48
【问题描述】：

我正在尝试编写表单的函数：

无效交换(int *a, int *b);

在 x86-64 程序集中。

[section .text]
global  swap ;
swap: mov ecx, [esp+8] ; copy parameter a to ecx
mov edx, [esp+16] ; copy parameter b to edx
mov eax, [ecx] ; copy a into eax
xchg eax, [edx] ; exchange eax with b
mov [ecx], eax;
ret;

我在 Linux 上使用以下命令编译它：

nasm -f elf64 swap.asm

它编译没有任何错误。主文件如下：

 #include <stdio.h>
 extern void swap(int *a,int *b);
 int main(){
          int a = 10, int b = 20;
          swap(&a,&b);
          printf("a = %d b = %d\n",a,b );
          return 0;
 }

主文件也会编译。但是，当我运行这个程序时，我遇到了分段错误。有什么想法我犯了错误吗？

【问题讨论】：

您应该指定您正在使用的操作系统/调用约定。有一些常见的 x86-64 调用约定。
请写一份 MRE。
不要将 XCHG 与内存操作数一起使用，除非您需要它是原子操作。 XCHG 具有隐含的 LOCK 语义，它比通过临时寄存器进行交换要慢得多。
您说您正在编写 64 位代码，但您使用的是 32 位指针。
@prl：至少它是独立的，而不是内联的，如果你想学习 asm，这是一个不错的选择。鉴于初学者的错误，我认为是这种情况。

标签： assembly x86-64

【解决方案1】：

简短回答：您期待错误的调用约定。您还使用 32 位指针而不是 64 位指针。

Linux x86-64 应用程序使用 System V AMD64 ABI，它在寄存器 RDI、RSI、RDX、RCX、R8、@987654327 中传递了前 6 个“常规”参数@。输入时，a 位于 RDI 中，b 位于 RSI 中。

对于您的swap，这简化了您的代码，因为您不需要从堆栈指针的偏移量加载。

swap:
    mov eax, [rdi]    ; *a to EAX
    xchg eax, [rsi]   ; Exchange *a with *b
    mov [rdi], eax    ; EAX to *a
    ret

请注意，在低级别上，这不一定是最有效的交换方法。尽管指令较少，但这不一定更好，而且在性能方面要差得多。 GCC 10 for x86-64 生成寄存器的负载，然后将两者翻转存储。

【讨论】：

值得指出为什么它非常慢：xchg with memory 有一个隐含的lock 前缀，所以它是一个带有完整内存屏障的原子交换。