在 yasm 中，当针对 32 位代码时，如何在 jmp 附近指定 16 位？

Question

我试图让 yasm 输出一个 16 位的近相对 jmp。具体来说，它将是一个带有操作数大小覆盖前缀的 rel16/rel32 jmp 操作码。我知道jmp short label 会发出 8 位的近相对 jmp，jmp long label 会发出 32 位的近相对 jmp，但我如何让它发出 16 位的近相对 jmp？

特别是我正在使用bits 32 和cpu i686

Answer 1

请注意，这会将 EIP 截断为 16 位 IP。

YASM/NASM 语法是jmp word label。两者都经过测试。

YASM 也错误地允许它在 64 位模式下¹，但 NASM 只允许它在 32 位和 16 位模式下。

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您在 32 位代码中的选择（默认地址/操作数大小 = 32）是：

• 普通 2 字节 jmp/jcc rel8。使用 jmp short 强制执行
• 普通 5 字节 jmp rel32 或 6 字节 jcc rel32（2 字节操作码 + 4 字节 rel32）。 jmp dword 在任何模式下，jmp near 在 32/64 位代码中。
• 4 字节 jmp rel16 / 5 字节 jcc rel16 的操作数大小前缀，将 EIP 的高 16 位归零。 （在 64 位模式下不可编码，只能在 16 或 32 位模式下进行编码。）
  jmp word 在 16/32 位模式下，jmp near 在 16 位模式下。李>

strict 是可选的，例如jmp strict short foo，在所有这些覆盖中。即使没有严格，如果 rel8 无法同时访问 NASM 和 YASM，这不仅仅是一个警告，这也是一个错误。我的示例也使用了jmp，但可以使用ja、jle 或任何其他jcc。请注意call rel8 不存在，只有rel16 和rel32（和间接）使用相同的覆盖语法。

来自Intel's jmp documentation的操作部分：

# near jump

   ...  EIP <- EIP + DEST   for non-64-bit mode relative jumps

   IF OperandSize = 32
        THEN
             EIP ← tempEIP;                         # in 64-bit mode, this truncates RIP to EIP
        ELSE
             IF OperandSize = 16
                     THEN (* OperandSize = 16 *)
                             EIP ← tempEIP AND 0000FFFFH;     #### This line
                     ELSE (* OperandSize = 64)
                             RIP ← tempRIP;
             FI;
   FI;

因此，您无法通过添加操作数大小前缀来获得rel16 来有效地节省 1 个字节，除非您的代码是从低 64kiB 的虚拟地址空间执行的。 （或使用非零 CS 基数，IP=EIP。）

只是为了好玩，我在我的 Skylake CPU 上验证了这是一个真实的东西：在一个 32 位 Linux 静态可执行文件中，在 GDB 中单步执行 0x8049000 <foo> jmpw 0x9000 会得到 Cannot access memory at address 0x9000。 Binutilsobjdump将指令反汇编为：

# objdump -d -Mintel output from a 32-bit ELF executable
08049000 <foo>:
 8049000:       66 e9 fc ff             jmpw   9000 <foo-0x8040000>

所以真正的执行匹配这个反汇编，将 EIP 截断为 IP。

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脚注 1：在 64 位模式下：YASM 和 binutils 错误与真实 CPU 的对比

YASM 在 64 位模式下错误地允许它，而 GNU Binutils 在 64 位模式下错误地将其解码为 jmp rel16。 NASM 在 64 位模式下正确拒绝 jmp word。

但实际上（在 Skylake 上）运行它会将其解码为 jmp rel32，正如英特尔所记录的那样。 （rel16 编码标记为 N.E. 在长模式下不可编码）。

例如

   foo: jmp word foo
   db   1, 1, 1, 1

用 GNU Binutils 2.31.1 objdump 组装 + 链接到 Linux 静态可执行文件反汇编：

0000000000401000 <foo>:
  401000:       66 e9 fc ff             jmp    1000 <foo-0x400000>
  401004:       01 01                   add    DWORD PTR [rcx],eax
  401006:       01 01                   add    DWORD PTR [rcx],eax

实际上在 GDB (starti / si) 中运行它表明我们在从 0x1421002（即从 0x401004 + 0x0101fffc）获取代码时出错。

这与 (66 e9 fc ff 01 01) 忽略无意义的操作数大小前缀并解码为 jmp +0x0101fffc 一致。