32 位 MASM 模式与 64 位有何不同？

Posted 2023-03-23

【中文标题】32 位 MASM 模式与 64 位有何不同？

【英文标题】：How does 32-bit MASM mode differ from 64-bit?

【发布时间】：2021-03-24 13:18:18

【问题描述】：

要使用 MASM 用 32 位汇编语言编写完整的程序，可以这样开始，

.686
.model flat,c
.stack 100h
.data
number sdword 5
.code
main proc
mov eax,number
ret
main endp
end main

而在 64 位模式下，代码编写为

.data
number sdword 5
.code
main proc
mov eax,number
ret
main endp
end

这些设置被设置为默认值，这导致在 64 位模式下组装时出现错误，不是因为平台设置为 Win32，而是默认入口点 mainCRTStartup。要解决此问题，必须在高级链接器选项中将其设置为 main。

我的问题是，为什么在 32 位模式下不会遇到这样的问题，而 mainCRTStartup 入口点到底指的是什么？我的第二个问题是，为什么在 64 位模式下汇编我们省略了第一条指令行.686 .model flat,c .stack 100h 我们不必分配堆栈以及语言类型吗？ 指令.686 表示，

为 Pentium Pro 处理器启用非特权指令的汇编。 （仅限 32 位 MASM。）

为什么在 64 位模式下不是这样？

【参考方案1】：

32 位 MASM 可以在 16 位和 32 位可执行文件之间进行选择，具体取决于指令。构建 64 位代码时并非如此，因此相关的指令较少。

x86-64 ISA 保证支持 PPro 指令，因此无需启用它们。 （与 SSE / SSE2 相同）。您的代码在 64 位模式下运行这一事实意味着它们是可用的，就像 .model flat 中的 movzx 等 386 个功能一样。 但您在 MASM 中使用命令行选项而不是指令来选择。

当您只想使用 AVX1 时，MASM 是否没有针对其他后续扩展（如 .haswell 或 .bmi2）的指令来帮助您避免意外使用新指令（如 AVX2 vpermpd ymm0, ymm1, 0x01）？其他一些汇编程序确实具有类似的功能，例如 YASM 的 CPU 指令，或者 GNU 汇编程序可以让您限制功能。 （默认情况下，GAS 和 YASM/NASM 接受他们所知道的一切。）

---

x86-64 长模式也强制使用平面内存模型（CS.base = DS.base = ES.base = SS.base），因此无需选择内存模型。非平面内存分段只能在兼容模式下的 64 位内核下实现（如 32 位或 16 位保护模式的用户空间端）。 https://en.wikipedia.org/wiki/X86-64#Operating_modes

此外，MASM .model 也是假设 32 位模式与 16 位模式的代理，这很奇怪。其他汇编程序将其更正交地分开，例如 bits 16 / bits 32 / bits 64 以设置当前模式。 （但在 NASM 中，它不会更改输出文件格式；它只是让您将 64 位代码放入 32 位目标文件中，除非您正在编写一个 切换的内核，否则您不想这样做 模式。）

---

对于.stack，主线程堆栈的最大大小由链接器设置（使用/STACK 命令行选项），而不是汇编器。这取代了让汇编器将元数据放在.obj 文件中以供链接器查找的机制，或者它实际上工作的机制。 （AFAIK .stack 无论如何只对 16 位可执行文件很重要，甚至对 .model flat 也不重要。 您通常不希望在 32 位代码中使用 256 字节的微小堆栈）。

【讨论】：

MASM 没有指令 - VS2019 的 masm 指令的 list 说“没有”。它们确实有处理器指令，但它们都被标记为“仅限 32 位”。

声明 x86-64 长模式强制使用平面内存模型，是否也强制不使用任何高级指令，例如 .if .else .repeat 等？

@EnthusiastiC x64 MASM 不支持任何“更高级别”指令，例如 .if、.while 和 INVOKE。它们需要更新以生成适当的 64 位指令，而微软从不打扰。就像 Peter Cordes 所说的那样，像这样的高级指令违背了编写汇编代码的全部目的。如果您想要一种高级编程语言，那么您应该使用高级编程语言。例如，C 编译器将为其函数调用和 if 和 while 语句生成比 MASM 为 INVOKE .if 和 .while 生成的更好的代码。

@EnthusiastiC 这是一个单独的问题，这里已经有人问过了：***.com/questions/29390886/…

因此，总而言之，微软没有更新 32 位高级指令以便能够在较新的 64 位版本中实现它们，因为它们毫无意义，因为汇编会浪费.此外，64 位版本与 32 位版本不同，它无法像 .model flat, c 中的 32 位那样指定语言类型。