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assembly - EFLAGS 状态

问题描述

在过去的几天里，我一直在努力解决试图获得 EFLAGS 状态的奇怪行为。为此，我编写了以下代码：

#include <stdio.h>

int flags_state()
{

  int flags = 0;

  __asm__ __volatile__("pushfq");
  __asm__ __volatile__("pop %%rax": "=a"(flags));

  return flags;
}

int main()
{

  printf("Returning EFLAGS state: 0x%x\n", flags_state());
  return 0;

}

当它运行时，我得到：

./flags
Returning EFLAGS state: 0x246

当我两次打印标志时，它变得越来越奇怪

Returning EFLAGS state: 0x246
Returning EFLAGS state: 0x206

当我尝试打印 6 次时它发生了变化

Returning EFLAGS state: 0x246
Returning EFLAGS state: 0x202
Returning EFLAGS state: 0x202
Returning EFLAGS state: 0x202
Returning EFLAGS state: 0x202
Returning EFLAGS state: 0x202

最后是最奇怪的（至少对我而言），我打印了 8 次

Returning EFLAGS state: 0x246
Returning EFLAGS state: 0x206
Returning EFLAGS state: 0x206
Returning EFLAGS state: 0x206
Returning EFLAGS state: 0x206
Returning EFLAGS state: 0x206
Returning EFLAGS state: 0x206
Returning EFLAGS state: 0x206

那么，为什么我第一次得到 0x246 呢？根据英特尔的手册，不应该是 0x2 吗？为什么当我尝试打印更多次并继续更改时它会发生变化？

标签： assemblyx86-64inline-assemblyeflags

解决方案

  __asm__ __volatile__("pushfq");
  __asm__ __volatile__("pop %%rax": "=a"(flags));

您不能像这样分解 asm 语句之间的指令。当 asm 语句移动堆栈指针而不放回它时，编译器会感到非常困惑。它可能看起来不错，但想象一下内联函数；编译器可以决定移动汇编相对于明显不相关的代码。

另一个问题是，由于红色区域，编译器可能已将重要数据放在堆栈指针下方：就在您pushfq将覆盖它的位置。

这不是那么容易解决的。我最好的猜测是

unsigned long get_rflags(void) {
    unsigned long result;
    asm("sub $128, %%rsp ; pushfq ; pop %0 ; add $128, %%rsp" 
        : "=r"  (result) : : "cc");
    return result;
}

要么将其编写为纯粹在 asm 中的“裸”函数，因此您知道编译器不参与其中。

（如https://stackoverflow.com/a/47402504/634919所述，可以通过编写来进行较小的代码大小优化add $-128, %%rsp......sub $-128, %%rsp因为 -128 适合符号扩展的 8 位，但 +128 不适合。）

（sub/add意志本身会影响下面提到的算术标志，但是它们又经常被更改，以至于很难给它们的值赋予太多意义。我想lea -128(%%rsp), %%rsp如果你真的在乎的话，你可以使用。）

至于变化的值，您会看到第 2 位和第 6 位的变化：奇偶校验标志和零标志。由于几乎每条算术指令都根据结果设置这些值，并且在您的调用之间执行其他代码（例如printf！的所有代码），因此我们会看到值发生变化也就不足为奇了。进位、符号、溢出和辅助进位标志同样是“易失的”。这没什么好奇怪的。

没有理由期望值 0x2：各种代码都在运行，几乎所有代码都会影响标志，那么为什么所有其他标志都需要清除呢？

如果您愿意，您可以在调试器中逐条指令地单步执行您的代码，并观察 RFLAGS 的变化。您可能会看到它在一个 printf 和下一个之间更改了数百次。

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