条件跳转到寄存器

Question

我想获取这些命令：

jl some_label(%rip)
# or
jl *%rax

我正在为英特尔x64架构编写汇编程序。

当我尝试编译此代码时，GCC会提示“jl操作数类型不匹配”。

- Roman Kovtuh

Answer 1

在x86上，条件跳转是相对的。您可以使用“倒置”的条件跳转，然后是一个无条件跳转：

  jge   skip_jump
  jmp   *%rax       # AT&T syntax
skip_jump:

相应的NASM语法是jmp rax。两种写法都将RIP设置为RAX，因此这是一次寄存器间接跳转。

- Michael

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我必须将我的二进制代码插入到另一个二进制文件中，当我尝试运行我的代码时，它无法使用任何标签，因为它们是使用其他地址计算的。这就是为什么我不能在我的代码中使用任何标签。 - Roman Kovtuh

汇编器将条件跳转的目标标签转换为相对偏移量。我不知道你所说的“与其他地址计算”的意思。例如，如果jmp %rax指令的大小为4个字节，则jge skip_jump将简单地变成7D 04（或者按最低有效位先写的04 7D）。 - Michael

我明白你的意思，但在实践中，当程序链接到可执行文件时，我可以看到绝对地址。如果标签可以表示为相对偏移量，我就不会有任何问题，但每次我想要使用标签进行跳转时，我都必须计算标签的偏移量。 - Roman Kovtuh

反汇编器可能会将地址显示为绝对地址，但没有“Jxx absolute”指令。计算用于跳过代码片段的前向跳转的跳转偏移量很简单；它等于要跳过的代码的大小。 - Michael

谢谢。我忘记了在obj文件中跳转地址是以相对偏移量存储的，而不是在可执行文件中。现在我使用obj文件将其加载到其他二进制文件中，它可以正常工作。 - Roman Kovtuh

Answer 2

有条件地跳过间接的 jmp rax 通常是正确的方法。

另一个选择是使用 cmov 修改目标地址：

  ## Normally worse than jge, but worth considering
    lea       stay_here(%rip), %rdx         # pick any register
    cmovge    %rdx, %rax
    jmp       *%rax
stay_here:

这会导致更大的代码大小和更多的uops，但在taken path上只有一个总分支。此外，对于间接分支目标的默认预测通常是+0（即下一条指令），如果BTB没有其历史记录，则可能在预测冷启动时正确预测。

除此之外，跳转到下一条指令并没有特殊处理，仍然需要正确的预测，并且仍然可能减慢前端速度。

在某些具有简单/弱间接分支预测的CPU上，将条件合并到间接分支中几乎肯定会造成损失，因为它是一个额外的可能分支目标。

但是，如果您发现jge / jmp组合的预测效果不佳，这将是值得尝试的一种混合方法。

- Peter Cordes