汇编语言第三章总结

Posted 2021-01-16 kwcymino

在csapp中的新理解：

 （1）栈向下增长，栈顶元素的地址是所有栈中元素地址中最低的

（2）因为栈和程序代码以及其他形式的程序数据都是放在同一内存中，所以程序可以用标准内存寻址方法访问栈内的任意位置

（3）加载有效地址（load effective address）指令leap实际上是movq指令的变形，它的指令形式是从内存读数据到寄存器，但实际上它根本就没有引用内存。

         例：leap (%rdx),%rax

         它的第一个操作数看上去是一个内存引用，但该指令并不是从指定位置读入数据，而是将有效地址写入到目的操作数。这条指令可以为后面的内存引用产生指针。目的操作数必须是一个寄存器。

书上内容的总结：

3.1 内存中字的存储

• 字单元：即存放一个字型数据（16位）的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。
• 小端法：高地址内存单元中存放字型数据的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的地位字节
• 取低地址的内存单元作为字数据地址
• N地址字单元：起始地址为N的字单元
• 任何两个地址连续的内存单元，N号单元和N+1号单元，可以将他看成两个内存单元，也可看成一个地址为N的字单元的高位字节单元和地位字节单元

3.2 DS和[address]

• DS段寄存器：用来存放要访问数据的段地址
• ds的赋值：（8086不支持将数据直接送入段寄存器的操作，只好用一个寄存器来进行中转）

mov bx,1000H
mov ds,bx

• [...]表示一个内存单元，[...]中的数字表示内存单元的偏移地址
• 8086CPU自动取ds中的数据为内存单元的段地址

3.3 字的传送

• 8086是16位结构，有16根数据线，可以一次性传送16位的数据，即可以一次性传送一个字
• 传送字型数据的实例：

mov ax,1000h
mov ds,ax        ;改变ds的值
mov ax,[0]       ;将地址为10000的字数据送入ax
mov bx,[2]       ;将地址为10002的字数据送入bx
mov cx,[4]       ;将地址为10004的字数据送入cx

3.4 mov、add、sub指令

• mov、add、sub指令的总结：

   

• 注意事项：

（1）指令中两个操作数的长度要一样（mov ax,cl  mov al,300 这都是错误的）

（2）关于立即数：不能作为第一个操作数（目的操作数）；在完整的汇编程序中，作第二个操作数（源操作数）时，若最高位是十六进制的a~f，前面要加零

（3）两个内存单元之间不能直接传送数据

（4）不能使用mov指令直接改变cs和ip的值

（5）关于段寄存器：两个段寄存器之间不能直接传送；不能把常数送入段寄存器

3.5 数据段

• 可以将一组长度为N（N<=64KB）、地址连续，起始地址为16的倍数的内存单元当作专门存储数据的内存空间——定义数据段
• 用ds存放数据段的段地址

3.6 栈

• 后进先出（LIFO）：最后进入这个空间的数据，最先出去
• 两个基本操作：入栈（PUSH）和出栈（POP）

push ax  ;表示将寄存器ax中的数据送入栈中
pop ax   ;表示从栈顶取出数据送ax

（push 内存单元和pop 内存单元  实际上实现了从内存单元到内存单元的传送）

• 注意事项：

（1）操作对象不能是常数

（2）pop 段寄存器 中，段寄存器不能是CS和SS

（3）出栈和入栈以字为单位

3.7 CPU提供的栈机制

• 段寄存器SS：栈段段寄存器    寄存器SP：栈指针寄存器
• 栈顶的段地址存放在SS中，偏移地址存放在SP中
• 任意时刻，SS:SP指向栈顶元素
• 栈顶的物理地址：SS*16+SP   
• push的执行：（入栈时，栈顶从高地址向低地址方向增长）

（1）先SP=SP-2   （2）再将ax中的内容送入SS:SP指向的内存单元处

• pop的执行：

（1）先将SS:SP指向的内存单元处的数据送入ax中  （2）再SP=SP+2

• 栈为空时，就相当于栈中唯一的元素出栈，此时栈顶指向的单元的偏移地址为栈最底部的字单元的偏移地址+2
• pop操作前的栈顶元素，在pop以后，依然存在，但是它已不在栈中，当再次执行push时，它将被覆盖

3.8 栈顶超界问题

• 当栈空时，再使用pop出栈
• 当栈满时，再使用push入栈
• 有可能取到栈以外未知的值，若栈段的大小为64KB，会使栈指针重新指向最后进栈的元素的地址，重新又执行指令
• 栈空间的大小我们要自己管理

3.9 栈段

• 一个栈段最大可以设为64KB

（push，pop等栈操作，修改的只是SP，也就是说，栈顶的变化范围最大为：0~FFFFH）

• 初始化栈段：

;将10000h~1000fh这段空间当作栈
mov ax,1000h
mov ss,ax          ;设置栈的段地址，ss=1000h
mov sp,0010h    ;设置栈顶的偏移地址，因栈为空，所以sp=0010h

3.10 利用栈保护现场和实现数据交换

• 保护现场：

mov ax,1000h
mov ss,ax
mov sp,0010h   ;初始化栈顶
mov ax,001Ah
mov bx,001Bh
push ax
push bx

pop bx   ;从栈中恢复ax，bx原来的值
pop ax

• 实现数据交换：

;初始化的栈段和ax，bx的值的代码同上
push ax
push bx

pop ax   ;当前栈顶是bx中原来的数据：001Bh，此时使ax=001Bh
pop bx   ;此时栈顶使ax中原来的数据：001Ah，此时使bx=001Ah

课后思考：

思考了一下，如何使用栈操作实现字节数据的交换？

我认为首先要把字节数据扩展成字数据，再进行栈操作实现字节数据的交换。

在csapp中介绍了一系列零扩展和符号扩展的指令（AT&T汇编），其中，movzbw则是将做了零扩展的字节传送到字，也许可以如下进行交换：

movzbw %al,%eax  ;将al中的字节数据做零扩展送到ax中
movzbw %bl,%ebx
pushl %eax
pushl %ebx

popl %eax
popl %ebx