汇编指令 - RDTSC

最新推荐文章于 2025-01-11 21:26:20 发布
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本文深入探讨了RDTSC指令的工作原理，它用于记录CPU启动以来的周期数，并解释了如何利用这一特性进行Anti-Debug操作。通过分析CPU周期数的计算方式，文章指出其在短时间内对Anti-Debug的有效性，并讨论了潜在的特殊情况。

刚刚遇到了RDTSC这个指令，没遇见过，查到资料如下。

貌似说这个RDTSC指令是用来记录计算机启动以来CPU的周期数，保存在EDX:EAX中。

用来Anti-Debug确实是蛮不错的，不过静态就被杀了吧。

但是一下子脑子冒出个问题，CPU周期数，得多少呀。粗略算算，用时间×CPU主频公式：

1s × 2GHz = 2 ^ 31

看来，还是有点效果的，刚刚一开始觉得会不会有特殊情况，刚刚好遇上EAX进位EDX，导致用EAX的差值Anti-Debug会出错。现在看来<1s，是不会有这种错误。

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第30章 汇编语言--- 性能优化技巧
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一、了解RDTSC指令 rdtsc指令, 该指令返回CPU自启动以来的时钟周期数；该时钟周期数，即处理器的时间戳。 在CPU通电启动后，首先会重置EDX和EAX，在每个时钟周期上升或下降沿到来时，会自动累计周期数，并被记录到EDX和EAX寄存器中，EDX是高位，EAX是低位。 rdtsc指令就是从该寄存器中进行获取的。 周期和频率的关系公式：T（周期）=1/f（频率） 如CPU频率f为1GHz，则其时钟周期T=1/1GHz秒，意味着每隔T秒，CPU完成一个最基本的动作，并在寄存器中，对周期数加1。 故，假设
rdtsc
kevin_darkelf的专栏
01-07 2725
from: http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-2779245.html  rdtsc指令返回的是自开机始CPU的周期数，返回的是一个64位的值EDX：EAX（高32在EDX，低32位在EAX）。OK，完全可以利用这条指令，测试我们的关注的一段代码的执行效率。     题外话，我兴冲冲的告诉我老大，我发现了一个测量程序性能
第29章 汇编语言--- 调试技术
hummhumm的专栏
01-11 1299
汇编语言的调试技术是软件开发中非常重要的一个方面，尤其是在编写底层代码或需要对性能进行优化时。下面我将结合一些通用的概念来讲解汇编语言的调试技术，并给出一些示例源代码片段来说明这些概念。
汇编指令速查手册.pdf
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《汇编指令速查手册.pdf》作为一份详尽的参考资料，为广大程序员提供了快速查阅汇编指令的便利，使他们能够更有效地进行软件开发和系统编程。 在汇编语言中，数据传送指令是基础中的基础。例如，MOV指令用于执行...
操作系统开发--所有汇编指令集合
wenwushq的博客
04-04 2365
想要开发操作系统，怎么能不知道汇编指令呢？于是翻看intel开发文档，把所有的汇编指令都做了一个整理，大家也可以收藏一下，以后肯定会用得着。1 通用指令1.1 数据传输指令MOV——Move指令：可以在通用寄存器之间移动数据；在内存和通用寄存器或段寄存器之间移动数据；把立即数移动到通用寄存器。CMOVE/CMOVZ——满足相等条件时移动/满足是0条件时移动。CMOVNE/CMOVNZ——满足不相等...
RDTSC
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前言开始以为GetTickCount是用RDTSC实现的,跟进去看, 不是. 封装了函数, 使用RDTSC来取时间戳计数器值.记录// wrapper for RDTSC //#include "stdafx.h" #include <windows.h> #include <stdlib.h> #include <crtdbg.h>// RDTSC __int64 getTickByRDTS
RDTSC指令实现纳秒级计时器
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   <br />X86 platform<br />    从pentium开始，很多80x86微处理器都引入TSC，一个用于时间戳计数器的64位的寄存器，它在每个时钟信号(CLK, CLK是微处理器中一条用于接收外部振荡器的时钟信号输入引线）到来时加一。<br />    通过它可以计算CPU的主频，比如：如果微处理器的主频是1MHZ的话，那么TSC就会在1秒内增加1000000。除了计算CPU的主频外，还可以通过TSC来测试微处理器其他处理单元的运算速度，资料[2]介绍了这个内容。<br />   
rdtsc指令，测量程序的运行速度
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07-19 6805
文章转载自：http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-2779245.html 最近发现了rdtsc指令，可以获取CPU指令周期数，喜出望外，wiki了下相关的知识，写了代码利用CPU周期来测量程序的运行时间。       rdtsc指令返回的是自开机始CPU的周期数，返回的是一个64位的值EDX：EAX（高32在EDX，低32位在EAX）。
使用rdtsc来进行计时统计等
weixin_42651205的博客
08-24 1262
通常我们需要对程序运行的准确时间进行测量，但多线程，多核环境下，这变得很困难，我们有没有一种比较通用简单的方法来做到这一点呢？这些方法都存在哪些问题，如何改进可以抵消这些误差呢？ 本文将介绍这里的来龙去脉，还是从一段小程序开始 #include &amp;lt;stdlib.h&amp;gt; #include &amp;lt;stdio.h&amp;gt; #if defined(__i386__) static __in...
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动态反调试技术
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异常 SEH Windows操作系统中的一些典型异常 EXCEPTION_DATATYPE_MISALIGNMENT (0x80000002) EXCEPTION_BREAKPOINT (0x80000003) EXCEPTION_SINGLE_STEP (0x80000004) EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION (0xC0000005) EXCEPTION_IN_PACE_ERROR (0xC0000006) EXCEPTIO
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yizhiniu_xuyw的专栏
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C语言中加入汇编指令
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07-25
<think>我们正在使用C语言，并且希望在其中嵌入汇编代码。根据引用[1]和引用[2]，我们可以使用内联汇编（inline assembly）来实现。不同的编译器语法可能不同，但常见的如GCC编译器使用`__asm__ __volatile__`语法。 引用[2]提到，在ARM体系结构中，内联汇编的写法与x86有所不同，但这里我们主要关注通用方法，同时也会简要说明不同架构的差异。 基本语法结构（以GCC为例）： ```c __asm__ __volatile__ ( "汇编指令" /* 汇编代码，多条指令用\n\t分隔 */ : 输出操作数列表 /* 可选，格式为"约束"(变量) */ : 输入操作数列表 /* 可选，格式同上 */ : 破坏列表 /* 可选，列出会被汇编代码修改的寄存器、内存等 */ ); ``` 其中： - `__asm__` 是关键字，表示内联汇编。 - `__volatile__` 告诉编译器不要优化这段代码，保持原样。 - 汇编指令：用双引号括起来，多条指令用`\n\t`分隔（确保格式正确，避免编译器将多条指令合并成一行）。 - 输出操作数：将汇编的结果输出到C变量。约束指定了变量存放的位置（如寄存器、内存等），通常用`=`表示只写，`+`表示读写。 - 输入操作数：将C变量的值传递给汇编代码使用。 - 破坏列表：告诉编译器在汇编代码中我们会修改哪些寄存器或内存，这样编译器在生成代码时会避免将这些寄存器用于存储其他值。 引用[3]和引用[4]也给出了一些例子，说明如何将C变量与寄存器关联起来。 下面我们通过几个例子来说明： 例1：两个整数相加（x86架构） ```c int add(int a, int b) { int result; __asm__ __volatile__ ( "addl %[input1], %[input2];" // 将input1加到input2上，结果在input2中 : [output] "=r" (result) // 输出到result，使用寄存器（约束"r"） : [input1] "r" (a), // 输入a，使用寄存器 [input2] "0" (b) // 输入b，要求使用与输出相同的寄存器（即%0） ); // 注意：上面的代码中，我们要求输入2和输出使用同一个寄存器，所以addl指令将a加到b上，结果在b的寄存器中，然后赋值给result。 return result; } ``` 但是上面的代码有误，因为`[input2] "0" (b)`表示使用和第一个输出（即%0）相同的寄存器，但输出是result，输入是b，所以相当于把b放到了输出寄存器，然后加上a，结果在输出寄存器。但这样写可能不够直观。 另一种写法（更清晰）： ```c int add(int a, int b) { int result; __asm__ __volatile__ ( "addl %%ebx, %%eax;" // 将ebx加到eax上 : "=a" (result) // 输出到eax，然后赋值给result : "a" (a), "b" (b) // a放入eax，b放入ebx ); return result; } ``` 注意：在明确指定寄存器时，寄存器名前要加两个百分号（%%），以区别于操作数。 但是，上面的代码指定了具体的寄存器（eax和ebx），这限制了编译器的寄存器分配，可能会影响性能。因此，通常使用通用约束（如"r"）让编译器分配寄存器。 修正后的通用版本（使用符号名称）： ```c int add(int a, int b) { int result; __asm__ __volatile__ ( "addl %[in1], %[in2];" : [out] "=r" (result) // 输出符号名out : [in1] "r" (a), [in2] "0" (b) // in1用寄存器，in2用和out相同的寄存器 ); return result; } ``` 或者更简单： ```c int add(int a, int b) { asm volatile ( "add %1, %0" : "+r" (b) // 输入输出操作数（可读写），%0代表b的寄存器 : "r" (a) // 输入操作数，%1代表a的寄存器 ); return b; } ``` 例2：读取时间戳计数器（x86的rdtsc指令） ```c #include <stdint.h> uint64_t rdtsc() { uint32_t lo, hi; asm volatile ( "rdtsc" : "=a" (lo), "=d" (hi) ); return (uint64_t)hi << 32 | lo; } ``` 这里，rdtsc指令将64位时间戳的低32位放在eax，高32位放在edx。我们通过输出操作数将eax的值赋给lo，edx的值赋给hi。 例3：ARM架构下的内联汇编（引用[2]和[3]的例子） 在ARM中，内联汇编的语法类似，但指令和寄存器名称不同。 例如，在ARM中实现加法： ```c int add(int a, int b) { int result; __asm__ __volatile__ ( "add %[result], %[a], %[b]" : [result] "=r" (result) : [a] "r" (a), [b] "r" (b) ); return result; } ``` 注意事项： 1. 破坏列表：如果汇编代码中修改了某些寄存器，而这些寄存器没有在输入输出列表中列出，那么必须在破坏列表中声明，否则可能导致程序错误。例如，在x86中使用cpuid指令会修改eax, ebx, ecx, edx，那么应该这样写： ```c asm volatile ("cpuid" : : "a"(func) : "ebx", "ecx", "edx"); ``` 2. 内存破坏：如果汇编指令修改了内存（而不是通过输入输出操作数指定的变量），那么应该在破坏列表中加入"memory"，这样编译器会在执行汇编代码前将所有内存变量刷回。 3. 输入输出操作数的约束： - "r"：表示使用一个通用寄存器。 - "m"：表示使用内存地址。 - "i"：表示立即数。 等等，具体约束可参考编译器文档。 4. 在x86中，寄存器约束有： - "a": eax - "b": ebx - "c": ecx - "d": edx - "S": esi - "D": edi 5. 在ARM中，寄存器约束通常为"r"，也可以指定具体寄存器，但一般让编译器分配。 总结步骤： 1. 使用`__asm__ __volatile__`关键字。 2. 在双引号中编写汇编指令，多条指令用`\n\t`分隔。 3. 指定输出操作数（可选），格式为`[符号名] "约束"(变量)`，多个用逗号隔开。 4. 指定输入操作数（可选），格式同上。 5. 指定破坏列表（可选），列出被修改的寄存器或内存。 最后，根据引用[4]，有时候我们会看到在汇编代码中使用百分号加数字（如%0, %1）来引用操作数，它们按照操作数出现的顺序编号（先输出，后输入）。也可以使用符号名称（如%[name]）来引用。 现在，我们用一个完整的例子（系统调用）结束： ```c // x86-64系统调用示例 long syscall(long number, ...); // 但我们用内联汇编实现一个简单的系统调用（比如write） static inline long my_write(int fd, const void *buf, size_t count) { long ret; asm volatile ( "syscall" : "=a" (ret) : "a" (1), /* 系统调用号，1表示write */ "D" (fd), /* 第一个参数：文件描述符 */ "S" (buf), /* 第二个参数：缓冲区 */ "d" (count) /* 第三个参数：长度 */ : "rcx", "r11", "memory" /* syscall指令会破坏rcx和r11，并且我们修改了内存 */ ); return ret; } ``` 注意：在x86-64中，系统调用使用寄存器传递参数：rdi（第一个）、rsi（第二个）、rdx（第三个）、r10（第四个）、r8（第五个）、r9（第六个）。系统调用号放在rax。系统调用会破坏rcx和r11（保存返回地址和标志位）。 以上就是在C语言中嵌入汇编指令的方法。 根据要求，生成相关问题： §§相关问题§§ 1. 如何在不同的编译器（如GCC和MSVC）中嵌入汇编？ 2. 内联汇编中如何访问浮点寄存器？ 3. 如何在内联汇编中实现原子操作（如CAS）？ 4. 内联汇编如何避免优化带来的问题？ 5. 在ARM64（AArch64）架构下内联汇编的语法有什么不同？</think>### 在C语言中嵌入汇编指令的方法 在C语言中嵌入汇编指令主要通过**内联汇编（Inline Assembly）** 实现，不同编译器语法略有差异。以下是具体实现方法和示例： #### 一、基本语法结构（GCC/Clang编译器） ```c __asm__ __volatile__ ( "汇编指令" /* 汇编代码 */ : "输出操作数" /* 可选：输出到C变量 */ : "输入操作数" /* 可选：从C变量输入 */ : "破坏列表" /* 可选：声明会被修改的寄存器/内存 */ ); ``` - **`__asm__`**：声明内联汇编块 - **`__volatile__`**：禁止编译器优化此代码 - **操作数约束**： - `"=r" (var)`：输出操作数（写） - `"r" (var)`：输入操作数（读） - `"+r" (var)`：输入输出操作数（读写） #### 二、完整示例：加法函数（x86架构） ```c int add(int a, int b) { int result; __asm__ __volatile__ ( "addl %%ebx, %%eax;" /* 汇编指令：eax = eax + ebx */ : "=a" (result) /* 输出：eax → result */ : "a" (a), "b" (b) /* 输入：a→eax, b→ebx */ ); return result; } // 使用：add(3, 5) 返回8 ``` #### 三、ARM架构示例（引用[2][3]） ```c void delay(unsigned char i, unsigned int j) { __asm__ __volatile__ ( "mov r7, %[i_val] \n\t" /* i存入R7 */ "mov r4, %[j_high] \n\t" /* j高位存入R4 */ "mov r5, %[j_low]" /* j低位存入R5 */ : /* 无输出 */ : [i_val] "r" (i), [j_high] "r" (j >> 16), [j_low] "r" (j & 0xFFFF) : "r7", "r4", "r5" /* 声明破坏寄存器 */ ); } ``` #### 四、关键注意事项 1. **寄存器访问**： - x86：使用`%%eax`（双%转义） - ARM：直接使用`r0`-`r12` ```c // x86读取时间戳 __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi)); ``` 2. **操作数编号**： - `%0`：第一个操作数 - `%1`：第二个操作数 ```c int a=10, b; __asm__ ("movl %1, %%eax; movl %%eax, %0;" :"=r"(b) :"r"(a) :"%eax"); ``` 3. **内存屏障**： ```c __asm__ __volatile__ ("" ::: "memory"); // 编译器级内存屏障 ``` 4. **破坏列表**： - 声明所有会被修改的寄存器 - 修改内存时添加`"memory"` ```c __asm__ ("cpuid" : : "a"(func) : "ebx", "ecx", "edx"); ``` #### 五、跨编译器兼容方案 ```c #if defined(__GNUC__) #define ASM __asm__ __volatile__ #elif defined(_MSC_VER) #define ASM __asm #endif void system_call() { ASM("int $0x80"); // 兼容GCC/MSVC } ``` > **提示**：内联汇编高度依赖硬件架构，x86和ARM的指令集/寄存器完全不同[^2][^3]。复杂功能建议拆分为独立汇编文件。
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