Assembly MASM偏移量与寻址标签

我目前正在阅读Irvine x86汇编手册，我正在阅读第四章

他们已经引入了OFFSET指令，但我不明白为什么要使用它。为什么我不直接使用已经是数据地址的标签呢？看起来偏移只是增加了额外的噪声

我有这个小程序来说明我的观点。我有一个称为array的数据标签，我可以将数组中的元素移动到al中。但这本书讨论的是使用OFFSET指令获取数组的地址并将其移动到esi。但这对我来说似乎没有必要，因为我可以使用标签

我有两段代码在下面做同样的事情。一个是使用标签访问数组元素，另一个是使用偏移量将地址移动到esi中，然后访问数组元素

.386
.model flat, stdcall
.stack 4096
ExitProcess PROTO, dwExitCode: DWORD

.data
    array   BYTE 10h, 20h, 30h, 40h, 50h

.code
main PROC
    xor eax, eax        ; set eax to 0

    ; Using Labels
    mov al, array      
    mov al, [array + 1]
    mov al, [array + 2]
    mov al, [array + 3]
    mov al, [array + 4]

    ; Using Offset
    mov esi, OFFSET array
    mov al, [esi]
    mov al, [esi + 1]
    mov al, [esi + 2]
    mov al, [esi + 3]
    mov al, [esi + 4]

    INVOKE ExitProcess, 0
main ENDP
END main

它们真的只是实现同一目标的两种方法吗

在本书后面讨论指针时，他们有以下示例：

.data
arrayB byte 10h, 20h, 30h, 40h
ptrB dword arrayB

这对我来说很有意义。ptrB持有arrayB的地址。但是他们说，您可以选择使用OFFSET操作符delcare ptrB，以使关系更清晰：

ptrB dword OFFSET arrayB

这对我来说一点也不清楚。我已经知道arrayB是一个地址。看起来偏移量只是被扔进去了，它实际上什么都没做。从最后一行中删除偏移量将实现同样的效果。如果我可以用一个标签来获取地址，那么OFFSET到底能做什么呢

它们真的只是实现同一目标的两种方法吗

是的，组装有很多方法

C的等价物是 char*p=数组；然后使用p[0]、p[1]等，而不是使用数组[0]、数组[1]等

将指针放入寄存器的优点是，当您重复使用它时，它可以节省一些代码大小；2字节mov指令，仅使用opcode+ModRM，而不是在[disp32]寻址模式下将绝对地址单独编码到每条指令中

另一个优点是可以使用inc-esi增加指针。在其他不完全展开循环的情况下，需要在寄存器中使用指针或索引

普通指针通常优于[array+ecx]，尤其优于[array+ecx*4]，因为索引寻址模式有一些缺点。[array+ecx]在技术上没有索引；它是[base+disp32]，不需要SIB字节，也不算作索引

您可以使用字节偏移量，例如添加ecx，键入array，以允许[base+disp32]寻址模式进入int的静态数组，而不是[disp32+idx*scale]

每次使用[disp32]可避免需要额外的指令将地址放入寄存器。mov reg、imm32只是一条5字节的单uop指令，但在几个静态数组访问之前，它的性能可能仍然不值得。这可能取决于您的代码在uop缓存中已处于热状态的频率与必须获取/解码的频率。保存代码大小可以提高L1 I$命中率，或者至少意味着在一个缓存线中可以容纳更多的指令，因此，如果它将代码大小保存在不在最热的内部循环中的内容中，则使用更多指令/更多UOP是值得的

在循环未完全展开之前，通常需要一条指令将循环计数器/索引归零，如xor ecx、ecx。使用mov reg，imm32只长3个字节，并且没有额外的UOP。如果每次使用指针而不是索引寻址模式时都要节省4或5个字节，那么每次迭代只需要一个数组引用，就已经领先了。并且不需要额外的UOP。忽略执行xor归零与mov立即指令的外部循环成本之间的任何微小差异

请注意，对于x86-64，您通常会将一个静态地址放在一个寄存器中，该寄存器具有一个7字节的RIP相对LEA。如果你的代码是大地址软件，你不能使用[array+rcx]，因为它只适用于[disp32+reg]寻址模式，而不是[RIP+rel32]

顺便说一句，为了保持一致性，我建议将其与mov al、阵列进行比较

在你的问题下的第一个评论来自于某人，你在做mov-al，array，然后mov-al，[array+1]时对相似地址使用了两种不同的语法，这让你感到困惑；我想Jester以为你想要的是mov al，偏移阵列。顺便说一句，我想你可以这样写

mov al, array
mov al, array + 1

但为了清晰起见，我总是建议在内存操作数周围使用方括号。特别是当您查看NASM语法时，总是需要这样做，但有些人建议使用这种约定，即使您只使用MASM。但请注意，在某些情况下，当没有寄存器时，MASM确实会忽略括号：所以不要认为在MASM中使用括号会使它像NASM一样工作

顺便说一句，加载单个字节的有效方法是将其零扩展到完整寄存器中，而不是合并到完整寄存器的低字节中 登记movzx eax，字节ptr[esi]

顺便说一句，是的，movesi，OFFSET数组5字节是将静态地址放入寄存器代码大小和性能的最有效方法。lea esi，阵列为6字节操作码+modrm+[disp32]寻址模式，可在较少的执行端口上运行；在32位模式下，切勿在没有寄存器的情况下使用LEA

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在64位模式下，您需要lea rsi、array，因为MASM会自动使用RIP相对寻址，这是您想要的。否则仍然使用mov esi，OFFSET array yes esi，而不是RSI来处理不是大型Addressware的代码，并且仍然可以利用使用32位绝对地址的紧凑代码。

您的第一个版本不需要mov al，array，它是无用的。请注意，在masm中，数组不是地址，而是至少在指令中的值。例如，Irvine的WriteString需要寄存器中的地址，您可以使用偏移量获得地址。您也可以使用LEA，但这是一个品味的问题。@Jester:它并不比任何其他未被读取就被覆盖的加载更无用：P请注意相应的mov al，[esi]。为了与其他负载保持一致，OP可以将mov al、[array+0]写入，或者将其他负载写入mov al、array+1等，或者更好，写入movzx eax、字节ptr[esi+0]等@Roberttevanic:另一种方法是LEA:LEA esi，array。这将把数组的第一个字节的地址加载到ESI中。LEA有一些棘手且令人困惑的应用程序，所以作为初学者，请保持在OFFSET上。@rkhb:更重要的是，使用LEA将32位常量放入寄存器没有任何好处。与mov immediate相比，这是对代码大小的浪费，因此，在16位或32位代码的寻址模式中，如果没有寄存器，就不应该使用它。感谢您提供了非常全面的答案。我想确认我的两个例子有相同的结果，你和C的比较让我明白了做事情的方法不止一种。我只是想确保我没有遗漏任何关于偏移量的信息，我认为我没有遗漏，但你已经展示了为什么把地址放在寄存器中是有利的，为什么有人会使用它。我已经把你的答案读了好几遍了，这里有很多东西要我消化。再次感谢。

mov al, array
mov al, array + 1