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cltq はアセンブリで何をするのでしょうか? 質問する

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cltq はアセンブリで何をするのでしょうか? 質問する 
0x0000000000400553 <main+59>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000000400556 <main+62>:   cltq   
0x0000000000400558 <main+64>:   shl    $0x3,%rax
0x000000000040055c <main+68>:   mov    %rax,%rdx

実際、私のプログラムは次のように単純です:

5   int main(int argc, char *argv[]) { 
6     int i = 0;
7     while(environ[i]) {
8       printf("%s\n", environ[i++]);
9     }
10    return 0;

しかし、アセンブリ出力はかなり長くなります。

Dump of assembler code for function main:
0x0000000000400518 <main+0>:    push   %rbp
0x0000000000400519 <main+1>:    mov    %rsp,%rbp
0x000000000040051c <main+4>:    sub    $0x20,%rsp
0x0000000000400520 <main+8>:    mov    %edi,-0x14(%rbp)
0x0000000000400523 <main+11>:   mov    %rsi,-0x20(%rbp)
0x0000000000400527 <main+15>:   movl   $0x0,-0x4(%rbp)
0x000000000040052e <main+22>:   jmp    0x400553 <main+59>
0x0000000000400530 <main+24>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000000400533 <main+27>:   cltq   
0x0000000000400535 <main+29>:   shl    $0x3,%rax
0x0000000000400539 <main+33>:   mov    %rax,%rdx
0x000000000040053c <main+36>:   mov    0x2003e5(%rip),%rax        # 0x600928 <environ@@GLIBC_2.2.5>
0x0000000000400543 <main+43>:   lea    (%rdx,%rax,1),%rax
0x0000000000400547 <main+47>:   mov    (%rax),%rdi
0x000000000040054a <main+50>:   addl   $0x1,-0x4(%rbp)
0x000000000040054e <main+54>:   callq  0x400418 <puts@plt>
0x0000000000400553 <main+59>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000000400556 <main+62>:   cltq   
0x0000000000400558 <main+64>:   shl    $0x3,%rax
0x000000000040055c <main+68>:   mov    %rax,%rdx
0x000000000040055f <main+71>:   mov    0x2003c2(%rip),%rax        # 0x600928 <environ@@GLIBC_2.2.5>
0x0000000000400566 <main+78>:   lea    (%rdx,%rax,1),%rax
0x000000000040056a <main+82>:   mov    (%rax),%rax
0x000000000040056d <main+85>:   test   %rax,%rax
0x0000000000400570 <main+88>:   jne    0x400530 <main+24>
0x0000000000400572 <main+90>:   mov    $0x0,%eax
0x0000000000400577 <main+95>:   leaveq 
0x0000000000400578 <main+96>:   retq   
End of assembler dump.

私が理解できないのはこのブロックです:

0x000000000040052e <main+22>:   jmp    0x400553 <main+59>
0x0000000000400530 <main+24>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000000400533 <main+27>:   cltq   
0x0000000000400535 <main+29>:   shl    $0x3,%rax
0x0000000000400539 <main+33>:   mov    %rax,%rdx
0x000000000040053c <main+36>:   mov    0x2003e5(%rip),%rax        # 0x600928 <environ@@GLIBC_2.2.5>
0x0000000000400543 <main+43>:   lea    (%rdx,%rax,1),%rax
0x0000000000400547 <main+47>:   mov    (%rax),%rdi
0x000000000040054a <main+50>:   addl   $0x1,-0x4(%rbp)
0x000000000040054e <main+54>:   callq  0x400418 <puts@plt>
0x0000000000400553 <main+59>:   mov    -0x4(%rbp),%eax
0x0000000000400556 <main+62>:   cltq   
0x0000000000400558 <main+64>:   shl    $0x3,%rax
0x000000000040055c <main+68>:   mov    %rax,%rdx
0x000000000040055f <main+71>:   mov    0x2003c2(%rip),%rax        # 0x600928 <environ@@GLIBC_2.2.5>
0x0000000000400566 <main+78>:   lea    (%rdx,%rax,1),%rax
0x000000000040056a <main+82>:   mov    (%rax),%rax
0x000000000040056d <main+85>:   test   %rax,%rax
0x0000000000400570 <main+88>:   jne    0x400530 <main+24>

ベストアンサー1

ニモニック

cltqは、次の文書に記載されているgasIntel のニーモニックです。cdqehttps://sourceware.org/binutils/docs/as/i386_002dMnemonics.html

記憶法は次のとおりです。

用語：

  • クワッド（別名クワッドワード） == 8 バイト
  • long (AT&T) == ダブルワード (Intel) == 4 バイト

これは、GAS 名が Intel バージョンと大きく異なる数少ない命令の 1 つです。asどちらのニーモニックも受け入れますが、NASM などの Intel 構文アセンブラは Intel 名のみを受け入れる場合があります。

効果

4 バイトを 8 バイトに符号拡張します。これは 2 の補数では次のようになります。

  • 負の数の場合、上位4バイトのビットは1に設定する必要があります。
  • 正の数値の場合は0に設定する必要があります

intC では、これは通常、 signed からへのキャストを表しますlong。

例：

mov $0x0123456700000001, %rax  # eax=1, high bytes of rax=garbage
cltq
# %rax == $0000 0000 0000 0001

mov $-1, %eax   # %rax = 0000 0000 FFFF FFFF
cltq
# %rax == $FFFF FFFF FFFF FFFF == qword $-1

この命令は 64 ビットでのみ使用できます。

以下の指示も考慮してください。

  • CWDE(AT&T CWTL)、CBW(AT&T CBTW): の小型版CDQE、32ビット版にも存在する
  • CQO家族、その記号RAXはRDX:RAX
  • MOVSX符号が拡張され、移動するファミリー:movsbl 命令は何をするのですか?

アサーション付きの GitHub 上の最小限の実行可能な例:

Cの例

GCC 4.9.3 はこれを出力します:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i = strtol(argv[1], (char **)NULL, 16);;
    long int l = i;
    printf("%lx\n", l);
}

コンパイルと逆アセンブル:

gcc -ggdb3 -std=c99 -O0 a.c
objdump -S a.out

含まれるもの:

    int main(int argc, char **argv) {
  ...
    long int l2 = i;
  400545:       8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax
  400548:       48 98                   cltq   
  40054a:       48 89 45 f0             mov    %rax,-0x10(%rbp)

そして動作は次のようになります:

$ ./a.out 0x80000000
ffffffff80000000
$ ./a.out 0x40000000
40000000

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