Intel 汇编寄存器寻址方式简单规则

Posted 2020-11-06 kelamoyujuzhen

此处汇编仅仅为了看懂Linux下编译、连接、载入过程及原理

Intel 汇编规则：

　　在汇编程序中，立即数前面要加$，寄存器名前面要加%，以便跟符号名区分开。

　　mov 源 目的（字长用指令的后缀l表示32位）

#PURPOSE: Simple program that exits and returns a
#      status code back to the Linux kernel
#
#INPUT:   none
#
#OUTPUT:  returns a status code. This can be viewed
#      by typing
#
#      echo $?
#
#      after running the program
#
#VARIABLES:
#      %eax holds the system call number
#      %ebx holds the return status
#
 .section .data

 .section .text
 .globl _start
_start:
 movl $1, %eax    # this is the linux kernel command
        # number (system call) for exiting
        # a program

 movl $4, %ebx    # this is the status number we will
        # return to the operating system.
        # Change this around and it will
        # return different things to
        # echo $?

 int $0x80    # this wakes up the kernel to run
        # the exit command

这段汇编代码相当于在C程序的main函数中return 4

.开头的名称称为汇编指示（Assembler Directive）或伪操作（Pseudo-operation），不会被翻译成机器指令，而是给汇编器一些特殊指示。

.section指示把代码划分成若干个段（Section），程序被操作系统加载执行时，每个段被加载到不同的地址，操作系统对不同的页面设置不同的读、写、执行权限。

.data段保存程序的数据，是可读可写的，相当于C程序的全局变量。

.text段保存代码，是只读和可执行的。

_start是一个符号（Symbol），符号在汇编程序中代表一个地址，可以用在指令中，汇编程序经过汇编器的处理之后，所有的符号都被替换成它所代表的地址值。.globl指示告诉汇编器，_start这个符号要被链接器用到，所以要在目标文件的符号表中标记它是一个全局符号。

.globl指示告诉汇编器，_start这个符号要被链接器用到，所以要在目标文件的符号表中标记它是一个全局符号。

movl $1, %eax
movl $4, %ebx
int $0x80

• int指令称为软中断指令，可以用这条指令故意产生一个异常，异常的处理和中断类似，CPU从用户模式切换到特权模式，然后跳转到内核代码中执行异常处理程序。

• int指令中的立即数0x80是一个参数，在异常处理程序中要根据这个参数决定如何处理，在Linux内核中int $0x80这种异常称为系统调用（System Call）。内核提供了很多系统服务供用户程序使用，但这些系统服务不能像库函数（比如printf）那样调用，因为在执行用户程序时CPU处于用户模式，不能直接调用内核函数，所以需要通过系统调用切换CPU模式，经由异常处理程序进入内核，用户程序只能通过寄存器传几个参数，之后就要按内核设计好的代码路线走，而不能由用户程序随心所欲，想调哪个内核函数就调哪个内核函数，这样可以保证系统服务被安全地调用。在调用结束之后，CPU再切换回用户模式，继续执行int $0x80的下一条指令，在用户程序看来就像函数调用和返回一样。

• eax和ebx的值是传递给系统调用的两个参数。eax的值是系统调用号，Linux的各种系统调用都是由int $0x80指令引发的，内核需要通过eax判断用户要调哪个系统调用，_exit的系统调用号是1。ebx的值是传给_exit的参数，表示退出状态。大多数系统调用完成之后会返回用户空间继续执行后面的指令，而_exit系统调用比较特殊，它会终止掉当前进程，而不是返回用户空间继续执行。

寻址方式

访问内存时在指令中可以用多种方式表示内存地址，比如可以用数组基地址、元素长度和下标三个量来表示，增加了寻址的灵活性。本节介绍x86常用的几种寻址方式（Addressing Mode）。内存寻址在指令中可以表示成如下的通用格式：

 ADDRESS_OR_OFFSET(%BASE_OR_OFFSET,%INDEX,MULTIPLIER)

 它所表示的地址可以这样计算出来：

 FINAL ADDRESS = ADDRESS_OR_OFFSET + BASE_OR_OFFSET + MULTIPLIER * INDEX

 其中ADDRESS_OR_OFFSET和MULTIPLIER必须是常数，BASE_OR_OFFSET和INDEX必须是寄存器。在有些寻址方式中会省略这4项中的某些项，相当于这些项是0。

• • 直接寻址（Direct Addressing Mode）。只使用ADDRESS_OR_OFFSET寻址，例如movl ADDRESS, %eax把ADDRESS地址处的32位数传送到eax寄存器。

  • 变址寻址（Indexed Addressing Mode） 。上一节的movl data_items(,%edi,4), %eax就属于这种寻址方式，用于访问数组元素比较方便。

  • 间接寻址（Indirect Addressing Mode）。只使用BASE_OR_OFFSET寻址，例如movl (%eax), %ebx，把eax寄存器的值看作地址，把内存中这个地址处的32位数传送到ebx寄存器。注意和movl %eax, %ebx区分开。

  • 基址寻址（Base Pointer Addressing Mode）。只使用ADDRESS_OR_OFFSET和BASE_OR_OFFSET寻址，例如movl 4(%eax), %ebx，用于访问结构体成员比较方便，例如一个结构体的基地址保存在eax寄存器中，其中一个成员在结构体内的偏移量是4字节，要把这个成员读上来就可以用这条指令。

  • 立即数寻址（Immediate Mode）。就是指令中有一个操作数是立即数，例如movl $12, %eax中的$12，这其实跟寻址没什么关系，但也算作一种寻址方式。

  • 寄存器寻址（Register Addressing Mode）。就是指令中有一个操作数是寄存器，例如movl $12, %eax中的%eax，这跟内存寻址没什么关系，但也算作一种寻址方式。在汇编程序中寄存器用助记符来表示，在机器指令中则要用几个Bit表示寄存器的编号，这几个Bit也可以看作寄存器的地址，但是和内存地址不在一个地址空间。

 

x86的寄存器

x86的通用寄存器有eax、ebx、ecx、edx、edi、esi。这些寄存器在大多数指令中是可以任意选用的，比如movl指令可以把一个立即数传送到eax中，也可传送到ebx中。但也有一些指令规定只能用其中某个寄存器做某种用途，例如除法指令idivl要求被除数在eax寄存器中，edx寄存器必须是0，而除数可以在任意寄存器中，计算结果的商数保存在eax寄存器中（覆盖原来的被除数），余数保存在edx寄存器中。也就是说，通用寄存器对于某些特殊指令来说也不是通用的。

x86的特殊寄存器有ebp、esp、eip、eflags。eip是程序计数器，eflags保存着计算过程中产生的标志位，包括进位标志、溢出标志、零标志和负数标志，在intel的手册中这几个标志位分别称为CF、OF、ZF、SF。ebp和esp用于维护函数调用的栈帧