汇编语言----X86汇编指令

汇编语言----X86汇编指令1.汇编指令的构成2.X86架构CPU中包含的寄存器3.常见的x86汇编指令（1）算数运算（2）逻辑运算（3）其他4.AT&T格式5.选择语句（分支结构）6.循环语句（1）条件转移指令实现循环（2）loop指令实现循环7.函数调用的机器级指令如何访问栈帧中的数据函数调用栈在内存的位置：访问栈帧数据：push、pop指令：函数调用时切换栈帧：恢复esp与ebp的值：执行

dulu~dulu

3527人浏览 · 2024-01-21 08:45:00

dulu~dulu · 2024-01-21 08:45:00 发布

高级语言--->汇编语言---->机器语言

一条高级语言可能对应多条汇编语言，但是汇编语言指令与机器语言是一一对应的关系

机器语言与汇编语言合称为机器级代码

1.汇编指令的构成

汇编指令用来改变程序执行流以及处理数据，汇编指令的格式为

操作码+地址码

操作码：告诉机器如何处理

地址码：则告诉机器数据的位置（寄存器：在寄存器中给出"寄存器名"，主存：在指令中给出"主存地址"，指令：直接在指令中给出操作数，即立即寻址）

以mov指令为例：

其中的内存地址[af996h]（h表示16进制）前面的符号：dword ptr,byte ptr，是用来指明内存的读写长度

2.X86架构CPU中包含的寄存器

EAX,EBX,ECX,EDX:通用寄存器

mov eax ebx #寄存器-->寄存器

mov eax dword ptr [af996h] #主存-->寄存器

mov eax,5 #立即数-->寄存器

若想只使用低16bit

mov ax bx #寄存器-->寄存器

mov ax dword ptr [af996h] #主存-->寄存器

mov ax,5 #立即数-->寄存器

也可以使用高低8bit

mov ah bl #寄存器-->寄存器

mov ah dword ptr [af996h] #主存-->寄存器

mov ah,5 #立即数-->寄存器

ESI,EDI：变址寄存器

变址寄存器可用于线性表，字符串的处理

EBP,ESP：堆栈基指针

堆栈寄存器用于实现函数调用

注：只有通用寄存器能使用低16bit或8bit,变址寄存器以及堆栈寄存器只能固定使用32bit

举例：

mov eax,dword ptr [ebx+8]

#将ebx所指的地址偏移8个单位，从这个地址当中复制低32bit到eax寄存器中

mov eax,dword ptr [af996-12h]

#将af996-12所指的贮存地址的低32bit复制到eax寄存器中

3.常见的x86汇编指令

机器识别汇编语言的原理：

CU控制单元会发送控制信号，例如告诉ALU进行算数运算或逻辑运算，ALU就会将输入的数（d，s）进行相应的运算

destination:目的地(d 目的操作数)：目的操作数不能为常量

source:来源地 (s 源操作数)：可以为一个常量

注：两个操作数不能同时来自于主存，可以同时来自于寄存器

（1）算数运算

对于除法中的被除数edx：eax表示存放64位的被除数，高32位存放在edx，低32位存放在eax中

（2）逻辑运算

（3）其他

用于实现分支结构、循环结构的指令:cmp、test、jmp、jxxx

用于实现函数调用的指令: push、pop、call、ret

用于实现数据转移的指令: mov

4.AT&T格式

AT&T格式与intel格式的区别

AT&T格式是Unix，Linux常用的格式，intel格式是windows常用格式

对于[ebx+ecx*32+4]的使用情景:

5.选择语句（分支结构）

在X86寄存器中，程序计数器PC通常被称为IP，执行一条指令时，PC自动+1，指向下一条即将执行的指令

无条件转移指令：

jmp <地址> #pc无条件转移到<地址>

jmp 128 #<地址>可以用常数给出

jmp eax #<地址>可以来自于寄存器

jmp [999] #<地址>可以来自于主存

若想跳转到某一条指令，就需要知道某条指令的地址，这样是很难的，可以用"标号"瞄准位置

注：这里的NEXT,名字是可以自己取的

无条件转移指令无法实现条件转移，可以使用jxxx

对于比较a，b两个数，需要使用cmp a，b

举个例子：

先else在if

先if后else

补充：cmp的底层原理

比较a，b的大小，本质是进行a-b减法运算

OF (Overflow Flag)溢出标志。溢出时为1,否则置0

SF(Sign Flag) 符号标志。结果为负时置1,否则置0

ZF(Zero Flag)零标志，运算结果为0时ZF位置1,否则置0

CF(Carry Flag)进位/借位标志，进位/借位时置1,否则置0

ALU每次运算的标志位都自动存入PSW程序状态字寄存器中（intel称为标志寄存器）

如下是8086CPU中的16位bit的PSW标志寄存器：

根据标志位的结果，进行判断是否满足jxxx，例如：

jne：若ZF=0,那么满足jne，进行跳转，如果ZF $\neq$ 0，那么就不进行跳转

6.循环语句

（1）条件转移指令实现循环

循环语句由4个部分构成：

1.循环前的初始化：

2.是否直接跳过循环：

3.循环主体

4.是否继续循环

（2）loop指令实现循环

这里的loop Looptop等价于

dec ecx

cmp ecx,0

jne Looptop

所以使用loop指令实现的功能一定能用条件转移指令实现

补充：loopx指令--如loopnz，loopz

7.函数调用的机器级指令

函数调用指令：call<函数名>

函数返回指令：ret

例如：

对应的X86指令如下图所示：

call指令的作用：

①将IP寄存器（PC）的IP旧值压栈保存（保存在函数的栈帧顶部）

②设置IP新值，无条件转移到被调用函数的第一条指令

ret指令的作用：

从函数的栈帧顶部找到IP旧值，将其出栈并恢复IP寄存器

如何访问栈帧中的数据

函数调用栈在内存的位置：

在32位系统中，进程虚拟地址空间为4GB，栈低在上，栈顶在下

在常用寄存器中，我们可以看到两个关于栈的寄存器EBP,ESP

EBP与ESP代表的含义如下：EBP指向栈帧的底部，ESP指向栈帧的顶部

当add栈帧执行完后，会退到caller栈帧继续执行，esp与ebp指向的地址也会随之改变

访问栈帧数据：push、pop指令：

push、pop 指令实现入栈、出栈操作，x86 默认以4字节为单位。指令格式如下:

push x:先让esp减4，再将x压入

x可以为立即数，寄存器，主存地址

pop x：栈顶元素出栈写入x，再让esp加4

x可以为寄存器，主存地址

push和pop只能对esp进行访问，但是不能访问栈中其他值，可以使用mov：

•可以用mov 指令，结合 esp、ebp 指针访问栈帧数据
•可以用减法/加法指令，即 sub/add 修改栈顶指针esp 的值

函数调用时切换栈帧：

call指令的作用：

①将IP寄存器（PC）的IP旧值压栈保存（保存在函数的栈帧顶部）：效果相当于push ip

②设置IP新值，无条件转移到被调用函数的第一条指令：效果相当于jmp add(add表示标号，程序的执行流会转移到标号位置)

流程如下:

1.push ip，先减4，再将IP旧址压入

2.jmp add，转到add的第一条指令

3.push ebp，先减4，再将ebp指向的值放到栈顶

这里的作用是将ebp指向的地址保存下来，也就是上一层函数的栈帧基址，当执行完当前函数时，可以根据这一地址返回上一层函数

4.mov ebp，esp：让ebp寄存器指向esp所指的地址

让ebp指向当前函数的基地址，也就是设置当前函数的栈帧基址

灰色部分表示原来的ebp和esp，总之完成两件事情，记录上一层函数的基地址，以及将ebp指向当前函数的基地址：

push ebp

mov ebp，esp

这里也可以直接用enter这个指令代替，即上面两条指令等价于：enter

我们可以看到，当前函数的栈帧中的栈底总是存储了上一层函数的基地址，这样执行完当前函数后，就可以根据栈底的地址返回上一层函数