64位GCC混合使用32位和64位指针

Question

64位GCC混合使用32位和64位指针

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尽管代码能够正常工作，但我对编译器似乎混合使用相同类型的32位和64位参数感到困惑。具体地说，我有一个接收三个char指针的函数。查看汇编代码，其中三个指针中的两个被传递为64位指针（如预期所示），而第三个是本地常量，但仍然是字符字符串，并被传递为32位指针。我不明白当第3个参数不是完全加载的64位指针时，我的函数怎么可能知道。显然，只要高位为0，这并不重要，但我没有看到它努力确保这一点。在这个例子中，RDX的高位可以是任何值。我错过了什么？顺便说一下，接收函数假定它是一个完整的64位指针，并在进入时包括此代码：

     movq    %rdx, -24(%rbp)

以下是相关代码：

.LC4
    .string "My Silly String"

    .text
    .globl funky_funk
    .type  funky_funk, @function
    funky_funk:
        pushq     %rbp
            movq      %rsp, %rbp
            pushq     %rbx
            subq      $16, %rsp
            movq      %rdi, -16(%rbp)          ;char *dst 64-bit
            movl      %esi, -20(%rbp)          ;int len, 32 bits OK

            movl      $.LC4, %edx              ;<<<<---- why is it not RDX?

            movl      -20(%rbp), %ecx          ;int len 32-bits OK
            movq      -16(%rbp), %rbx          ;char *dst 64-bit
            movq      -16(%rbp), %rax          ;char *dst 64-bit
            movq      %rbx, %rsi               ;char *dst 64-bit
            movq      %rax, %rdi               ;char *dst 64-bit
            call      edc_function


    void funky_funk(char *dst, int len)
    {                                             //how will function know when 
         edc_function(dst, dst, STRING_LC4, len); //a str passed in 3rd parm
    }                                             //is 32-bit ptr vs 64-bit ptr?

    void edc_function(char *dst, char *src, char *key, int len)
    {
         //so, is key a 32-bit ptr? or is key a 64-bit ptr?
    }

- Gary

只要编译器能够确定.LC4在前4GB内，它就可以这样做。不过看起来像是一个bug。%edx将被加载为LC4地址的32位，并将上位位置为零，因此当调用edc_function()时，它可以使用完整的64位，只要地址在低4GB内，就可以正常工作。但对我来说，这看起来很奇怪。 - Mats Petersson

好的，我不知道CPU会对负载进行零扩展。哎呀！这让我今晚能够安心睡觉了... - Gary

请注意，在无法进行此优化的情况下，下一个最佳选择是lea .LC4（％rip），％rdx。而不是使用64位绝对地址的10字节mov指令。如何在GNU汇编器中将函数或标签的地址加载到寄存器中。 - Peter Cordes

2个回答

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作为答案添加，因为它包含了原始问题的“拼图”部分：

只要编译器能够确定（例如通过指定满足此条件的内存模型）.LC4在前4GB内，它就可以这样做。%edx将加载LC4地址的32位，并将上位位置零，因此当调用edc_function()时，它可以使用%rdx的完整64位，只要地址在低4GB内，它就能正常工作。

- Mats Petersson

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可以查看英文原文，
原文链接

- AProgrammer · Accepted Answer

当在寄存器中加载32位值时，该值会被零扩展。您可能是在编译器知道代码在低32位可寻址内存中的模式下工作。

GCC针对x64有几种内存模型，其中两种具有该属性。引自GCC文档：

`-mcmodel=small'
     Generate code for the small code model: the program and its
     symbols must be linked in the lower 2 GB of the address space.
     Pointers are 64 bits.  Programs can be statically or dynamically
     linked.  This is the default code model.
`-mcmodel=medium'
     Generate code for the medium model: The program is linked in the
     lower 2 GB of the address space.  Small symbols are also placed
     there.  Symbols with sizes larger than `-mlarge-data-threshold'
     are put into large data or bss sections and can be located above
     2GB.  Programs can be statically or dynamically linked.

（其他的是内核，类似于small但在地址空间的上部/负2GB，并且没有限制的large。）