32位系统上使用64位变量需要特别注意

32位系统上使用64位变量需要特别注意

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32位系统，eax,ecx,edx,ebx这些寄存器都是32位的，而要使用一个64位的变量，需要用到2个寄存器，或者一个寄存器用到2次，往往在某些地方就会出现意想不到的问题。

今天参加了CSDN的英雄会，有幸见了些名人，回到家上CSDN，看到个帖子
http://topic.csdn.net/u/20080905/16/3823c75d-c33b-4ea0-83b1-8386d03e6c6c.html
具体内容：

题目：
1、不能用库函数，要求达到效率o(1);
2、将符号'@'插入字符串ptr的首位,字符串ptr原内容按照原来的顺序排在'@'之后.

void  insert( char   * str,  char  tmp)
{
     //填写代码：
}
void  main( void )
{
    char ptr[16]="abcdefg";
    char temp='@';
    insert(ptr, temp);
    printf("%s\n;",ptr);
}

我很容易想到

void  insert( char   * str,  char  tmp)
{
    *((__int64*)(str + 1)) = *(__int64*)str;
    *str = tmp;
}

可是结果却很令人惊讶，输出@abcddfg，有一个字节不对。仔细一想，应该是把64位变量放到2个寄存器中了。
用OD反一下，看下主函数里的关键地方，OH，前面分配栈的一句是sub esp,18

 1 00401030    / $  A1 DCB64000   mov     eax, dword ptr [40B6DC]  
 2 00401035    |?    8945  EC       mov     dword ptr [ebp - 14 ], eax
 3 00401038    |?   8B0D E0B64000 mov     ecx, dword ptr [40B6E0]
 4 0040103E   |?   894D F0       mov     dword ptr [ebp - 10 ], ecx
 5 00401041    |?   33D2          xor     edx, edx                         ;  namespac.0040E2B8
 6 00401043    |?    8955  F4       mov     dword ptr [ebp - C], edx
 7 00401046    |?    8955  F8       mov     dword ptr [ebp - 8 ], edx
 8 00401049    |?   C645 EB  40     mov      byte  ptr [ebp - 15 ],  40
 9 0040104D   |?   0FB645 EB     movzx   eax,  byte  ptr [ebp - 15 ]
10 00401051    | .   50             push    eax
11 00401052    |?   8D4D EC       lea     ecx, dword ptr [ebp - 14 ]
12 00401055    |?    51             push    ecx
13 00401056    | .  E8 A5FFFFFF   call     00401000
14 0040105B   |?   83C4  08        add     esp,  8

第一行，0x04B6DC就是常量字符串"abcdefg"的地址，把分2次每次4个送入栈，完成char ptr[16]的初始化，第8 9行是把 '@'放入eax，第10行把最后一个参数入栈，也就是@，11行把ebp - 14也就是ptr传给ecx，12行把ptr入栈，也就是倒数第二个参数，然后调用下面的函数。

 1 00401000    / $   55             push    ebp
 2 00401001    | .  8BEC          mov     ebp, esp
 3 00401003    | .  8B45  08        mov     eax, dword ptr [ebp + 8 ]
 4 00401006    | .  8B4D  08        mov     ecx, dword ptr [ebp + 8 ]
 5 00401009    |?   8B11          mov     edx, dword ptr [ecx]
 6 0040100B   | .   8950   01        mov     dword ptr [eax + 1 ], edx
 7 0040100E   |?   8B49  04        mov     ecx, dword ptr [ecx + 4 ]
 8 00401011    |?    8948   05        mov     dword ptr [eax + 5 ], ecx
 9 00401014    |?   8B55  08        mov     edx, dword ptr [ebp + 8 ]
10 00401017    | .  8A45 0C       mov     al,  byte  ptr [ebp + C]
11 0040101A   | .   8802           mov      byte  ptr [edx], al
12 0040101C   |?   5D            pop     ebp
13 0040101D   | .  C3            retn

3 4行把刚才入栈的ptr指针存入eax,ecx
第5行把char ptr[16]的前4个字节abcd存入edx，也就是0x64636261，注意高低位
然后把edx里的4个字节的数，写入ptr+1的位置，可见问题就出现在这里，一下写入4个字节，在ptr+1到ptr+4的位置，由于*(ptr+4)里的内容并未保存，所以被覆盖了，导致后面第2次读取的数据不正确，最后的结果也不会输出正确

看了下边网友的回帖，比较好的方法就是用移位，本来是数，移位肯定不会出问题，使用的是shld双精度左移指令（为什么是左移不是右移？同样注意高低位），保证数据不会丢失

void  insert( char   * str,  char  tmp)
{
    *(__int64*)str <<= 8;
    *str = tmp;
}

运行，结果正确

可以看出，在32位系统使用64位变量需要很注意，尤其是在赋值的时候，比如我上边的例子。往往在一个大工程里，出现这样的问题，很难查出原因来，因此，需要格外注意。还有在多线程的时候，一个读一个写，由于使用2个寄存器，就有可能在一个写线程操作到一个64位数的32位的时候，线程正好切换到读线程，导致产生一些奇怪的数据，而且这种奇怪的情况并不是每次运行都能体现出来，造成的损失可想而知。所以对跨线程使用64位变量必须严格进行同步。


by greatws