Разбор ассемблерного кода в Паскале: как работает процедура Pr и что означает "word ptr" в этом контексте?

Delphi , Синтаксис , Assembler

Разбор ассемблерного кода в Паскале: процедура Pr и "word ptr"

В данной статье мы рассмотрим интересный случай, возникший в обсуждении на форуме, касающийся поведения компилятора Free Pascal (FPC) при работе с ассемблерным кодом. Обсуждение выявило потенциальную ошибку в FPC, связанную с неправильной интерпретацией типов данных при ассемблерных операциях. Мы проанализируем предоставленный код, разберемся в его работе и объясним, как использовать указания типа данных ("word ptr") для корректной работы с памятью.

Суть проблемы

Пользователь LemonParty представил следующий код на Pascal:

{$mode objfpc}{$H+}
{$ASMMODE intel}
{$Calling Register}
 var
        A: array[0..1]of Word;
        procedure Pr(var Buf: Word);assembler;
asm
        mov ecx,$000F000F
        mov [Buf],cx
end;
 begin
        Pr(A[0]);
        Writeln(A[0], ' ', A[1]);
end.

Цель этого кода - записать значение 000F000F в первый элемент массива A. Однако, при компиляции и выполнении, в первый элемент массива записывалось не ожидаемое значение, что указывало на ошибку.

Анализ ассемблерного кода

Пользователь 440bx предоставил ассемблерный код, сгенерированный компилятором:

00000001000015D0 55                       push rbp
00000001000015D1 4889E5                   mov rbp,rsp
00000001000015D4 B90F000F00               mov ecx,$000F000F
00000001000015D9 488909                   mov [rcx],rcx
00000001000015DC 488D6500                 lea rsp,[rbp+$00]
00000001000015E0 5D                       pop rbp
00000001000015E1 C3                       ret

Как видно из этого кода, ассемблер генерирует инструкцию mov [rcx], rcx. В Pascal коде Buf является ссылкой на Word, то есть на 16-битное значение. Однако, ассемблер интерпретирует cx как 32-битный регистр, и rcx как указатель. В результате, вместо записи 16-битного значения в память по адресу, на который указывает Buf, ассемблер записывает 32-битное значение (содержимое rcx) в память по адресу, на который указывает rcx. Это приводит к перезаписи данных, следующих за первым элементом массива A.

Решение проблемы: использование "word ptr"

Пользователь marcov предложил решение, которое заключается в явном указании размера данных, которые необходимо переместить:

asm
        mov word ptr [Buf],cx
end;

Добавление word ptr перед [Buf] указывает ассемблеру, что необходимо переместить 16-битное значение из cx в память по адресу, на который указывает Buf. Это приводит к правильной записи значения 000F000F в первый элемент массива A.

Альтернативные решения и пояснения

• Использование EAX и AX: Пользователь BrunoK предложил использовать регистр EAX для загрузки 32-битного значения и AX для работы с 16-битными данными. Однако, как отметил 440bx, это не решает проблему полностью, так как mov [rcx],rax все равно записывает 32-битное значение в память, перезаписывая следующие за массивом A данные. Правильным решением было бы использование mov word ptr [rcx],ax.
• Размер данных: Важно понимать, что word ptr указывает ассемблеру на то, что нужно работать с 16-битными данными. Если бы мы хотели записать 32-битное значение, мы бы использовали dword ptr.
• ABI (Application Binary Interface): Как отметил 440bx, в 64-битных системах передача параметров в функции может осуществляться через регистр rcx, что может привести к конфликтам, если в ассемблерном коде используется rcx для других целей.

Другая ошибка: Imul

Пользователь LemonParty обнаружил другую ошибку, связанную с функцией imul (умножение целых чисел):

procedure Pr1(W: Word);assembler;
asm
        imul ecx,cx
end;

В данном случае, компилятор не выдает ошибку, но это может привести к непредсказуемым результатам, так как imul ожидает операнды одного размера. В данном случае, оба операнда (ecx и cx) являются 16-битными, но при умножении происходит расширение до 32-битного значения.

Заключение

Этот случай демонстрирует важность понимания ассемблерного кода и правильного указания типов данных при работе с ассемблерными операциями в Pascal. Использование word ptr позволяет явно указать ассемблеру, с какими данными нужно работать, что предотвращает ошибки, связанные с неправильной интерпретацией типов данных. Также важно помнить о возможных конфликтах с ABI, особенно при работе с 64-битными системами. Внимательное изучение ассемблерного кода, генерируемого компилятором, может помочь выявить и исправить потенциальные ошибки, обеспечивая более надежную и предсказуемую работу программ на Pascal.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Статья описывает проблему интерпретации типов данных компилятором Free Pascal при работе с ассемблерным кодом, а также предлагает решения для корректной записи данных в память, используя указания типа данных "word ptr".

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Assembler ::