x64:怎么做一个相对的jmp *%rax？

Question

我想编码一个64位的相对跳转到x64汇编中存储在%rax中的地址。AFAIK，没有操作码，所以我手动计算相对地址对应的绝对地址，然后进行绝对跳转到绝对地址：

# destination address, relative to end of jmp instruction, is stored in %rax
00007ffff7ff6020: 0x0000488d1505000000   lea 0x5(%rip),%rdx # load %rip+5 (rip + size of add and jmpq) into %rdx
00007ffff7ff6027: 0x0000000000004801d0   add %rdx,%rax # calculate absolute address based on %rdx (behind jmpq) and %rax (the relative address)
00007ffff7ff602a: 0x00000000000000ffe0   jmpq *%rax # do an absolute jump to absolute address

但对我来说，这看起来是不必要的复杂。有没有更好的方法，用更少的指令？还是应该避免64位相对跳转的另一个原因？

Answer 1

所有相对跳转指令在指令中将跳转距离编码为立即数(=整数常量)操作数。在正常执行过程中，存在相对跳转(和调用)以将执行从代码中的一个已知位置转移到另一个位置，例如执行条件跳转(想想许多高级编程语言中的if操作符)、无条件跳转(想想BASIC或C/C++中的goto或隐藏在if或for语句中的无条件跳转)，或者调用子例程。要达到这个目的(这实际上很重要)，这就足够了。

如果您需要访问与RIP相关的数据，您可以这样做，因为在64位模式下，有一种方法可以将内存操作数编码为RIP-relative (32位模式下没有这种编码)。这有助于生成与位置无关的代码，并有助于减少将所有代码和静态数据放入2 2GB内存的程序中完整64位地址的开销。

其他与xIP相关的用法则不太常见。计算的跳转也是如此(子例程返回除外)。计算跳转是实现诸如switch语句之类的东西的一种常见方法，该语句可以在C/C++、Java中找到。有几种方法可以实现switch，但最明显的一种方法是有一个跳转到何处的地址数组/表，然后只需使用一个整数索引来检索对应于它的地址。然后，您可以使用间接跳转，例如jmp rax (或AT&T语法中的其他名称)。您可以从数组/表中获取地址并一次性跳转：jmp [table + rax*8] (根据您的AT&T语法进行调整)。

Answer 2

应该避免64位相对跳转，因为jmp rel32直接跳转的+-2GiB代码大小范围通常很大。

如果你的目标在更远的地方，你通常只知道绝对地址，一开始就不应该计算64位的相对位移。

只有当位移是链接时间常数时，相对位移才有意义，在这种情况下，您(链接器)通常将源和目标放置在彼此2GiB的范围内，以便可以使用jmp rel32。

如果你不能做到这一点，那么通常你会使用movabs $imm64, %rax / jmp *%rax (对于一个“巨大的”代码模型，假设其他地址都在32位之外)。不过，这仍然很糟糕。(而且它不是位置独立的，所以如果您想随机化它的加载地址，那么您需要一个64位绝对目标地址的加载时间修正。但Linux上的ELF等可执行文件格式确实支持这一点，因此您可以在跳转表中使用64位绝对地址，即使在PIE可执行文件或PIC共享库代码中也是如此。)