Prefixos
Modificando os atributos da operação.
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O código de máquina pode receber alguns bytes que antecedem o opcode que são chamados de prefixos. Eles basicamente servem para modificar atributos da operação que será executada pelo processador. Abaixo vou falar de alguns prefixos e explicar o que eles fazem.
Esse prefixo, cujo o byte é 0x66, serve para sobrescrever o atributo de operand-size. Ele basicamente alterna o atributo para o seu valor não-padrão. Se o operand-size padrão é de 32 bits ao usar esse prefixo ele alterna para 16 bits, e vice-versa. Observe abaixo:
No primeiro disassembly se a gente prestar atenção no código de máquina irá notar que a única diferença entre as duas instruções, além do tamanho do operando imediato, é a presença do byte 0x66 logo antes do opcode 0xB8.
O NASM se encarrega de usar os prefixos adequados quando se mostram necessários. Porém podemos usar as diretivas o16, o32 e o64 antes da instrução no NASM para "forçar" o tamanho do operand-size para 16, 32 ou 64 bits respectivamente. Desta forma o NASM usaria os prefixos corretos se fossem necessários.
É importante entender o que a instrução faz e o que cada atributo representa nela para poder fazer o uso correto destas diretivas.
Se você quiser forçar o uso de um prefixo em uma determinada instrução basta fazer o dump do byte logo antes da mesma. Exemplo:
db 0x66
mov eax, ebx
Obs.: Isso é gambiarra. Só mostrei como curiosidade.
Esse prefixo de byte 0x67 segue a mesma lógica do anterior, só que desta vez alternando o tamanho do atributo de address-size. O NASM tem as diretivas a16, a32 e a64 para explicitar um address-size para a instrução.
Um exemplo interessante de uso é com a instrução LOOP/LOOPcc. Acontece que o que determina se essa instrução irá usar RCX, ECX ou CX é o address-size. Vamos supor o código de 16-bit:
Ao adicionar o prefixo 0x67 à instrução loop eu sobrescrevo o address-size para 32 bits e faço a instrução usar o registrador ECX ao invés de CX. Me permitindo assim efetuar loops mais longos do que supostamente sou limitado.
E se por acaso eu compilar essa instrução para 32-bit, então o prefixo não será adicionado pelo NASM e ECX ainda será usado de qualquer forma.
Cuidado ao usar a64 ou o64. Essa diretivas demandam o uso do prefixo REX que só existe em submodo de 64-bit.
Esse não é um mas sim 6 prefixos diferentes usados para fazer a sobrescrita do segmento para CS, SS, DS, ES, FS ou GS.
Por que você não tenta usar cada um desses prefixos para ver qual byte eles adicionam no código de máquina?
Você já deve ter notado que dá para brincar entre 32 e 16 bits, mas e os 64 bits? Bom, acontece que para tornar o x86-64 possível foram feitas algumas gambiarras adaptações no machine code da arquitetura.
Veja este código:
Agora veja o que o disasembler nos diz sobre isso aí:
Pois é, os bytes que eu fiz o dump manualmente resultam na mesma operação. Só que o NASM sempre usa a primeira versão porque é menor, só tem 1 byte de tamanho em contraste com os 2 bytes da outra.
Essas duas instruções equivalentes basicamente são:
Se eu escrevesse inc dword [ebx] aí sim o NASM usaria a segunda instrução porém para incrementar um operando em memória.
Em 64-bit as instruções inc reg e dec reg simplesmente não existem. Elas foram assassinadas para dar lugar para um novo prefixo, o REX (inc r/m e dec r/m são usadas em seu lugar).
O REX tem um campo de 4 bits que serve para trabalhar com operações em versão de 64 bits. Todas as alternâncias em relação a 32/64 bits é feita em um dos bits do prefixo REX, onde cada bit tem uma função diferente.
Basicamente o REX, incluindo todas as variações de combinações de cada bit, são todos os bytes entre 0x40 e 0x4F (só em 64-bit, é claro). Vejamos o exemplo:
Veja que para fazer o incremento de RCX o prefixo REX 0x48 foi utilizado. Em 32-bit esse byte foi interpretado como dec eax.
Instruções relacionadas a operações com blocos de dados, as famosas strings, podem ser acompanhadas por um prefixo para fazer com que a instrução seja repetida várias vezes.
O uso desse prefixo é basicamente seguindo a mesma lógica das instruções LOOP/LOOPE/LOOPNE que usa uma parte do mapeamento de RCX como contador e é possível usar uma condição extra para só repetir se a comparação der igual ou não igual.
Também é possível sobrescrever address-size para mudar o registrador usado como contador. Observe um exemplo de reimplementação de strlen() usando esse prefixo e a instrução scasb, tente entender o código:
No tópico de nós já vimos uma forma de usar o prefixo de sobrescrita de segmento, porém também é possível usá-lo simplesmente adicionando o nome do registrador de segmento antes da instrução. Veja que as duas instruções abaixo são equivalentes:
