Loops 如何增加寄存器中的每个字节？（64位，Linux，NASM）

我最近开始学习组装，并为自己建立了一个小项目。目标是使用循环。我想将0x414141移动到RAX，然后在RAX上循环，并增加每个字节，以便RAX在代码末尾包含0x4242

我曾尝试递增字节rax，但在尝试编译它时，我总是从NASM中得到错误。目前，我有一个工作代码，最终将RAX增加到等于0x414144。我似乎找不到任何看起来/听起来与我想做的事情相近的东西。（但这有多难，对吧？）

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当我在GDB中查看RAX时，在这段代码中，我希望它是0x414144，事实就是这样。但是，我想让我的代码达到0x424242，我想这将是本项目的预期结果。

与asm一样，有很多好方法可以实现您想要的。最重要的问题是字节之间的进位传播是否是一个可能的问题

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选项1（带进位传播的简单加法） 如果您只关心64位RAX的低位4字节，那么您可能只需要将EAX用于32位操作数大小。（与写入8位或16位寄存器不同，写入32位寄存器零会扩展到完整的64位寄存器。）

所以，正如在评论中提到的，这是对你的问题的一种解释

 add   eax, 0x010101

如果你真的想要RAX的每个字节，那就是8个字节。但只有

mov

支持64位立即数，而不是

add

。您可以在另一个寄存器中创建常量：

 mov   rdx, 0x0101010101010101
 add   rax, rdx

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上面使用单个宽

add

的方法的缺点是某个字节中的溢出会传播到下一个更高的字节。所以它实际上不是4或8个独立的字节相加，除非您知道每个单独的字节不会溢出并进入下一个字节。（即）

例如：如果有

eax=0x010101FF

并从上面添加常量，则不会得到

0x020200

，而是

0x0200300

（最低有效字节溢出到第二个最低有效字节）

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选项2（无进位传播的循环） 由于您指出您希望使用循环来解决您的问题，因此一种可能的方法也只需要两个寄存器：

[global func]
func:
    mov rax, 0x4141414141414141

    mov rcx, 8
.func_loop:             ; NASM local .label is good style within a function
    inc al              ; modify low byte of RAX without affecting others
    rol rax, 8
    dec rcx
    jne .func_loop
    ; RAX has been rotated 8 times, back to its original layout

    ret

这将增加

rax

的最低有效字节（不影响

rax

的其他位），然后向左旋转

rax

8位，然后重复

您可以旋转16位（4次）并执行以下操作

作为循环体，但是修改AH通常不仅仅是修改AL，尽管它应该减少Ryzen等CPU的开销，Ryzen不会将AH与RAX分开重命名。（有趣的事实：在Skylake上，延迟是盈亏平衡的，

inc-al

；

inc-ah

按该顺序的速度较慢，因为

inc-ah

在

inc-al

之后才能启动，因为与完整的注册分开，只有高8。）

请注意，

循环

指令位于英特尔CPU上，功能等同于此（但不修改标志）：

另外请注意，在某些系统上执行

addal，1

实际上可能比执行

inc al

稍快，如前所述

（编者按：

rol

的计数不是

1

只需修改CF，而

inc

/

dec

只需修改其他标志（SPAZO）因此，使用良好的部分标志重命名

inc

/

rol

/

dec

不会将inc/rol依赖链耦合到dec循环计数器依赖链中，并使其比需要的速度慢。（在Skylake上测试，事实上，对于大循环计数，它以2个周期/迭代吞吐量运行）但是在Silvermont，

dec

将是一个问题，

inc

/

dec

合并到标志中。将其中一个标志作为

子标志或
添加标志将打破依赖链。）


选项3（不带进位传播的SIMD添加）
实现此溢出行为的最有效方法可能是使用专用SSE2 SIMD指令：

default rel        ; use RIP-relative addressing by default

section .rodata
align 16           ; without AVX, 16-byte memory operands must be aligned
vec1:  times 8 db 0x01
               dq 0

section .text
[global func]
func:
    mov    rax, 0x4141414141414141

    movq   xmm0, rax
    paddb  xmm0, [vec1]      ; packed-integer add of byte elements
    movq   rax, xmm0

    ret

这将把
rax
的值移动到
xmm0
的下半部分，对预定义常量（128位长，但上64位与我们无关，因此为零）执行字节加法，然后再次将结果写回
rax

输出与预期一样：
rax=0x01010101010101FF
产生
0x02020200
（最低有效字节溢出）

请注意，使用内存中的常量也可以使用整数加法，而不是
mov
-immediate

MMX只允许使用8字节内存操作数，但在返回之前需要
emm
；x86-64 System V ABI指定FPU应在调用/重试时处于x87模式


一个可以用来代替从内存加载常量的技巧是动态生成它。使用
pcmpeqd xmm1，xmm1
生成一个全一向量是有效的。但是如何使用它来添加
1
？SIMD右移仅适用于字（16位）或更大的元素，因此需要一些指令才能将其转换为
0x0101…
的向量

诀窍在于，添加
1
与减去
-1
是一样的，所有的1都是2的补码
-1

    movq     xmm0, rax
    pcmpeqd  xmm1, xmm1        ; set1( -1 )
    psubb    xmm0, xmm1        ; packed-integer sub of (-1) byte elements
    movq     rax, xmm0


请注意，SSE2还具有饱和加法和减法的指令，对于有符号饱和，使用或
psubsb
；对于无符号饱和，使用或
psubsb
。（对于无符号饱和，您不能使用减法
-1
技巧；这将始终饱和到0，而不是在原始值上返回到1。）
尝试将0x010101添加到RAX（无需循环）？@MichaelPetch-我想这取决于溢出的内容
dec rcx
jne func_loop

default rel        ; use RIP-relative addressing by default

section .rodata
align 16           ; without AVX, 16-byte memory operands must be aligned
vec1:  times 8 db 0x01
               dq 0

section .text
[global func]
func:
    mov    rax, 0x4141414141414141

    movq   xmm0, rax
    paddb  xmm0, [vec1]      ; packed-integer add of byte elements
    movq   rax, xmm0

    ret

    movq     xmm0, rax
    pcmpeqd  xmm1, xmm1        ; set1( -1 )
    psubb    xmm0, xmm1        ; packed-integer sub of (-1) byte elements
    movq     rax, xmm0