汇编语言

fengchen 收录于 Computer

2024-12-24 约 1600 字预计阅读 4 分钟

配置安装

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apt install nasm gdb # 安装
# vscode 插件 The Netwide Assembler (NASM) 后缀改成nas或者asm
nasm -f elf -o hello.o hello.s # 编译
ld -m elf_i386 -o hello.out hello.o # 链接

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ASM = nasm
LD = ld
ASM_FLAGS = -f elf
LD_FLAGS = -m elf_i386

# Source and output files
TARGETS = code01
SRCS = $(wildcard *.s)
OBJS = $(patsubst %.s, %.o, $(SRCS))

# Targets
all: $(TARGETS)

$(TARGETS): %: %.o
	$(LD) -o $@ $^ $(LD_FLAGS)

%.o: %.s
	$(ASM) $(ASM_FLAGS) $< -o $@

.PHONY: clean
clean:
	rm -f *.o $(TARGETS)

gdb

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# 启动配置文件 .gdbinit，需要设置安全设置生效
cat ~/.config/gdb/gdbinit
add-auto-load-safe-path /home/username/compiler_test/lab01/
# .gdbinit
break _start
run
set disassembly-flavor intel # 默认att, 设置intel风格
# set disassemble-next-line on
layout asm
layout reg

常用gdb调试

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# nm 查看符号表
# x /选项 地址  查看各个变量内存信息
const char* str = "test";
x str  # 默认16进制显示，内存存储内容和“test"相反（小端存储） 0x74736574
x /s str  # 直接显示内容 ”test"
x /d str  # 十进制显示
x /4d str # 十进制显示，显示宽度为4
# 变量非指针类型，如int， 先p &value_name, 使用x查看

X86体系结构

寄存器

分类	英文全称	16 位	32 位	64 位
通用寄存器	Accumulator	ax	eax	rax
通用寄存器	Base	bx	ebx	rbx
通用寄存器	Counter	cx	ecx	rcx
通用寄存器	Data	dx	edx	rdx
指针寄存器：栈指针，指向当前栈顶	Stack Pointer	sp	esp	rsp
指针寄存器：基址指针，通常用于访问栈帧中的局部变量	Base Pointer	bp	ebp	rbp
变地址寄存器：源变址寄存器	Source Index	si	esi	rsi
变地址寄存器：目的变址寄存器	Destination Index	di	edi	rdi
控制寄存器：指令指针，指向下一条要执行的指令	Instruction Pointer	ip	eip	rip
控制寄存器：标志寄存器，存储 CPU 的状态标志	Flag	flag	eflag	rflag
段寄存器	Code Segment	cs	cs	cs
段寄存器	Data Segment	ds	ds	ds
段寄存器	Stack Segment	ss	ss	ss
段寄存器	Extra Segment	es	es	es

基本汇编语法

Basic Instruction

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mov dest, src	; move src to desc
mov eax, 4		; 将立即数 (immidiate) 存入到 eax 寄存器中
mov bx, ax      ; bx = ax
add eax, 4		; eax = eax + 4
sub ebx, edi	; ebx = ebx - edi
inc ecx			; ecx++

mov eax, 10
mov ebx, 20
mul ebx 		; edx:eax = eax * ebx  mul无符号,imul有符号 edx:eax 表示 64 位的值

mov eax, 100
mov ebx, 20
div ebx         ; eax = 5 (商), edx = 0 (余数) div无符号,idiv有符号

Directive Instruction

定义常量

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symbol equ 128
aaa equ 8
%define SIZE 128

定义内存

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L1 db 0				; 定义一个字节, 并初始化为 0
L2 dw0				; 定义一个字 (word), 并初始化为 0
L3 resb 4			; 预留 4 个字节
L4 times 100 db 1		; 100 次定义字节, 初始化成 1

寻址模式

立即寻址

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mov eax, 10       ; 将立即数 10 加载到 eax

寄存器寻址

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mov eax, ebx      ; 将 ebx 的值加载到 eax

直接寻址

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mov eax, [0x1000] ; 将地址 0x1000 处的值加载到 eax

寄存器间接寻址

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mov eax, [ebx]    ; 将 ebx 指向的内存地址的值加载到 eax

基址加变址寻址

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mov eax, [ebx+ecx*4] ; 将 ebx + ecx * 4 处的值加载到 eax

控制流

比较指令

Bit	Label	Description
0	CF	Carry Flag(进位标志)：运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置1
2	PF	Parity Flag（奇偶标志）：运算结果的所有位中1的个数是偶数置1
4	AF	Auxiliary Carry flag（辅助进位标志位）：第3位向第4位发生了进位，那么AF标志位置1
6	ZF	Zero Flag：结果为0，置1
7	SF	Sign Flag：结果为负数（最高位为1），置1
8	TF	Trap Flag：陷阱标志位，用于调试，置 1 时单步执行。
9	IF	Interrupt enable Flag：是否响应中断
10	DF	Direction Flag（方向标志位）控制字符串操作的方向（0：递增，1：递减）
11	OF	Overflow Flag（溢出标志位）
12-13	IOPL	I/O privilege level：控制 I/O 指令的执行权限
14	NT	Nested task
16	RF	Resume Flag 用于调试，控制是否忽略断点
17	VM	Virtual-8086 mode：置 1 时进入虚拟 8086 模式
18	AC	Alignment check / Access Control：置 1 时启用对齐检查
19	VIF	Virtual Interrupt Flag：虚拟模式下的中断标志
20	VIP	Virtual Interrupt Pending：虚拟模式下的中断挂起状态。
21	ID	ID Flag ：支持 CPUID 指令的标志

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cmp a, b ;计算 a-b 的值,并设置标志寄存器

对于无符号数字计算，存在以下场景: ZF(Zero Flag), CF(Carry Flag)
a=b => ZF=1, CF=0
a>b => ZF=0, CF=0
a<b => ZF=0, CF=1
对于有符号数字计算，存在以下场景: ZF(Zero Flag), OF(Overflow Flag), SF(Sign Flag)
a=b => ZF=1
a>b => ZF=0, OF = SF
a<b => ZF=0, OF != SF

跳转指令

指令	条件
JZ	branch only if ZF=1
JNZ	branch only if ZF=0
JO	branch only if OF=1
JNO	branch only if OF=0
JS	branch only if SF=1
JNS	branch only if SF=0
JC	branch only if CF=1
JNC	branch only if CF=0
JP	branch only if PF=1
JNP	branch only if PF=0

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jmp label

循环指令

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loop label        ; ecx--，如果 ecx != 0，跳转到 label
loope label       ; ecx--，如果 ecx != 0 且 ZF=1，跳转到 label
loopne label      ; ecx--，如果 ecx != 0 且 ZF=0，跳转到 label

函数调用

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call func01		;调用函数
ret				;函数返回

参考阅读

汇编语言-B站

Arch Linux - v86 (copy.sh)