跳转至

x86汇编

:material-circle-edit-outline: 约 5487 个字 :fontawesome-solid-code: 47 行代码 :material-clock-time-two-outline: 预计阅读时间 19 分钟

Lab记录

Failure

Lab已经全部换掉，这部分作业介绍无法参考了。

  • 作业1: 字符串转换

    输入一个字符串，小写字母全部转换为大写字母，删除空格后输出。

    记得他有字符串读写的源代码。

  • 作业2: 打印ASCII码表

    进入图形模式，输出红的ascii码和绿的相应十六进制编号。

    个人感觉先把位移写出来再填里面的输出比较好弄。

    可以参照他的数字用循环左移输出成十六进制代码。

  • 作业3: 简易计算器

    整体思路：80386语法写，内容都存在内存变量里

    加法思路：高位加高位，低位加低位

    乘法思路：分别乘低位和高位，高位结果加进位

    除法思路：分别除高位和低位，。。后面忘了

    输出十进制思路：高位低位

  • 作业4: C代码文件查看器翻译成汇编

    他会给一个c源代码，用c和汇编夹心调试把c翻译成汇编。

    逻辑的思路：

    寄存器状态保存 + 初始状态 + 判断终止 + 操作 + 储存 + 循环条件 + 跳转 + 寄存器状态恢复

6种寻址方式与其作用

说明 示例 作用
立即寻址 mov eax,56H 通常用于赋值
直接寻址 mov eax,[1255887H] 通常用于处理变量
寄存器寻址 mov eax,[edi] 地址在寄存器中
寄存器相对寻址 mov eax,[edi+20H] 常用于访问数组和结构
基址加变址寻址 mov eax,[EBP+ESI] 常用于访问数组
相对基址加变址寻址 mov eax,[EBX+EDI-10H] 常用于访问结构

obj dump

源代码文件名mytest.c

gcc -c -g -o mytest mytest.c
objdump -s -d main.o > main.o.txt

目标文件反汇编，同时显示源代码

gcc -g -c -o main.o main.c
objdump -S -d main.o > main.o.txt

显示源代码的同时显示行号

objdump -j .text -ld -C -S main.o > main.o.txt

可执行文件反汇编

gcc -o main main.c
objdump -s -d main > main.txt

同时显示源代码

gcc -g -o main main.c
objdump -S -d main > main.txt

期末考试

  1. 是非题(10个，每题1分，共10分)
  2. 填空(15个，每空2分，共30分)：

  3. 程序填空题(3题，每题10分，共30分)

    一般都会用stack压入参数 会给出c语言的原型（？，参数的压入顺序从右到左，caller清理 pascal，从左到右，callee清理 stdcall，从右到左，caller清理 都用ax返回参数 一般两个空不可以交换。。。 先自己写一遍再填 （一般20几行的程序）

  4. 程序阅读(2题，每题5分，共10分) 会问运行结果和中间结果（#）（如果有循环，每次循环到都要写，但是不会太多）

不会有直接手写一整个程序的题

重点： 函数参数传递，如何构造一个堆栈框架，ebp。。 需要看懂是不是递归， 有一个程序填空会出单步调试，边解密边加密那个。。 不会考保护模式。

复习

Intel 8086/80386 CPU 功能结构

工作方式

  1. 从存储器中取一条指令
  2. 分析指令的操作码
  3. 从存储器中读取操作数
  4. 执行指令
  5. 写入结果集
  6. 回到1

运算器进行信息处理，寄存器进行信息存储，控制器控制各种器件工作，总线连接各种器件。

16位和32位的80x86的区别 - 操作系统view

  • 16位操作系统中的中断调用相当于32位操作系统中的API调用。16位操作系统中的段地址和便宜地址在32位中消失了，在32位操作系统中统一采用平坦的内存地址模式寻址。
  • 16位操作系统中的程序运行在RING0级，也就是说普通程序和操作系统运行在同一个级别并拥有最高权限，而32位操作系统中的程序一般只拥有RING3级运行权限，程序的所有操作都受到操作系统控制，若程序要获得RING0操作特权，只能通过驱动程序实现。
  • 16位操作系统的可执行文件格式和32位操作系统的可执行文件格式不同，在32位的windows操作系统中，可执行文件的格式叫PE格式，32位的windows操作系统运行在CPU的保护模式之上，而16位的系统则运行在CPU的实模式上。

逻辑地址与物理地址转换：

1234h:0058h 转化成物理地址=12340h+0058h=12398h 补码

标志位

状态标志：CF ZF SF OF AF PF 控制标志：DF(direction flags) TF(trace/trap flag) IF(interrupt flag)

数据在内存中的存放规律：

小端格式。低字节在前，高字节在后。 设ds=1000h, bx=2000h, ax=1234h Mov ds:[bx], ax 执行后1000:2001指向的字节=12h

寄存器

总结

寄存器 类别 用途
AX 数据寄存器 算术运算中的主要寄存器，在乘除运算中用来制定被除数，也是乘除运算后结果的默认存储单元。另外I/O指令均使用该寄存器与I/O设备传送信息。
BX 数据寄存器 指令寻址时常用做基址寄存器，存入偏移量或偏移量的构成成分
CX 数据寄存器 在循环指令操作或串处理指令中隐含计数
DX 数据寄存器 在双字节长运算中与AX构成32位操作数，DX为高16位。在某些I/O指令中，DX被用来存放端口地址
SP 指针及变址寄存器 始终是栈顶的位置，与SS寄存器一起构成栈顶数据的物理地址
BP 指针及变址寄存器 系统默认其指向堆栈中某一单元，即提供栈中该单元的偏移量。加段前缀后，BP可作为非堆栈段的地址指针
SI 指针及变址寄存器 与DS联用，指示数据段中某操作的偏移量。在做串处理时，SI指示源操作数地址，并有自动增量和自动减量的功能。变址寻址时，SI与某一位移量共同构成操作数的偏移量
DI 指针及变址寄存器 与DS联用，指示数据段中某操作数的偏移量，或与某一位移量共同构成操作数的偏移量，串处理操作时，DI指示附加段中目的地址，并有自动增量和减量的功能。
CS 段寄存器 存放当前程序的指示代码
DS 段寄存器 存放程序所设计的源数据或结果
SS 段寄存器 以“先入后出”为原则的数据区
ES 段寄存器 辅助数据区，存放串或其它数据
IP 控制寄存器 它始终指向当前将要执行指令在代码段中的偏移量
FR 控制寄存器 控制标志位

reg1

reg2

通用寄存器

IA-32架构中一共有4个32位寄存器，用于保存临时数据，这4个通用寄存器可以当作16位用，也可以作8位用。

AX BX CX DX：数据寄存器，每个数据寄存器都可以拆成两个 8 位寄存器独立使用，如 AX 可拆分为 AH 和 AL，BX 拆分为 BH 和 BL 等。H 和 L 分别表示高 8 位和低 8 位。

AX(accumulator)：累加器。在乘除法运算、串运算、 I/O 指令中都作为专用寄存器； BX (base)：基址寄存器，常用于存档内存地址。

CX (count)：计数寄存器。常用于存放循环语句的循环次数，字符串操作中也常用。

DX (data)：数据寄存器。常常和EAX一起使用。

变址寄存器

存放在变动的内存地址

ESI(source index): 源变址寄存器，通常存放要处理的数据的内存地址。

EDI(destination index)：目的变址寄存器，通常存放处理后的数据的内存地址。

ESI和EDI常用来配合使用完成数据的赋值操作

rep movs dword ptr[edi], dword ptr[esi];

这句的意思是把ESI指向的内存地址中的内容复制到EDI所指向的内存中，数据长度在ECX中指定。

指针寄存器

ESP（stack pointer）：堆栈指针寄存器。SS：SP指向堆栈的栈顶，因此虽然是通用寄存器，但不应随便改变SP的值。不可以作为通用寄存器使用，ESP存放当前堆栈栈顶的地址，一般情况下，ESP和EBP联合使用来访问函数中的参数和局部变量。 EBP（base pointer）：基址指针寄存器。可以作为通用寄存器用于存放操作数，常用来代替堆栈指针访问堆栈的数据。 EIP：指令指针寄存器，总是指向下一条要执行的指令的地址。 常见的访问堆栈指令：

push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 78
push esi
push edi
cmp dword ptr [ebp+8], 0

ss栈段寄存器 sp栈顶指针寄存器 bp默认的栈寻址寄存器

标志寄存器

标志寄存器EFLAGS一共有32位，在这32位中大部分是保留给编写操作系统的人用的。

IP (instruction pointer)：指令指针寄存器。代码段寄存器 CS 和指令指针寄存器 IP 是 8086CPU 中最关键的两个寄存器。它们分别用来提供当前指令的段地址和偏移地址。即任意时刻，8086CPU 将 CS:IP 指向的内容当做命令执行。每条指令进入指令缓冲器后、执行前，IP += 所读取指令的长度，从而指向下一条指令。用户不能直接访问 IP 寄存器。

FL (flags)：标志寄存器。与其他寄存器一样，标志寄存器也有 16 位，但是标志寄存器只用到其中的 9 位。这 9 位包括 6 个状态标志和 3 个控制标志，参见下面的“标志位”。

OF（Overflow Flag）:溢出标志，溢出时为1，否则置0。两个正数相加变负，或两个负数相加变正会溢出。#

DF （Direction Flag）:方向标志，在串处理指令中控制信息的方向。0:正方向，1：反方向。cld，std。#

IF (Interrupt Flag) :中断标志。禁止中断0，允许中断1。cli，sti。#

AF (Auxiliary carry Flag) :辅助进位标志，有进位时置1，否则置0。

ZF (Zero Flag) :零标志，运算结构为0时ZF位位置1，否则置0。

SF (Sign Flag):符号标志，结果为负时置1，否则置0。#

CF (Carry Flag): 进位标志，进位时置1，否则置0。配套的clc，stc两条设置指令：清除和置1。#

PF (Parity Flag): 奇偶标志。结果操作数中1的个数为偶数时置1，否则置0。

TF：单步调试要用。#

https://img-blog.csdnimg.cn/20200426105235850.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0Nhcmxvc1g=,size_16,color_FFFFFF,t_70

EFLAGS是实现条件判断和逻辑判断的一种机制，在汇编语言中一般不直接访问EFLAGS寄存器，而是通过指令的操作隐含访问EFLAGS寄存器。

cmp dword ptr [ebp+8], 0. // 影响标志位CF，ZF，SF，OF，AF和PF
Jz 99495898 //如果ZF等于1，则跳转到00405898

指令

总结

指令 作用 参数 改变标志位
mov 赋值 被赋值寄存器，【寄存器，内存，值】 no
xchg 数据交换 【寄存器，内存】，【寄存器，内存】 no
push 进栈 源操作数【寄存器】
pop 出栈 目的操作数【寄存器】
pushf 标志位进栈 无
popf 标志位出栈 无
lea Load effect address，寻址，取偏移地址
lds 当指令指定的是16位寄存器时，把源操作数存储单元中存放的十六位偏移地址取出存放在寄存器中，然后把源操作数+2的十六位数装入指令指定的段寄存器。当指令指定的是32位寄存器时 把源操作数存储单元中存放的32位偏移地址装入寄存器 然后把 源操作数+4 的16位数装入段寄存器。mem指向的地址,高位存放在DS中,低位存放在reg中. LDS reg,mem
les 把内存中指定位置的双字操作数的低位字装入指令中指定的寄存器、高位字装入ES寄存器。
cbw 8位数扩展为16位数，有符号扩充 no
cwd 字(16位)扩展为双字(32位)，有符号？ no
add 加 OPRDS，OPRDD
adc 带进位加（结果含标志位CF的值，=OPRDS＋OPRDD＋CF） OPRDS，OPRDD
sub 减 OPRDD，OPRDS
sbb 带进位减（结果含标志位CF的值，=OPRDD－OPRDS－CF） OPRDD，OPRDS
inc 自增1 寄存器
dec 自减1 寄存器
mul 32位：被乘数默认为EAX，那么乘积将存放在EDX：EAX中 32位乘数
16位：被乘数默认为AX那么乘积将放在DX：AX中i 16位乘数
8位：被乘数默认为AL，那么乘积将放在AX 8位乘数
div 32位：被除数将是EDX：EAX， 最终的商将存放在EAX， 余数将存放在EDX中 32位乘数
16位：被除数为EAX，最终得到的商放在AX，余数放在EAX的高16位 16位乘数
8位：被除数是16位，最终得到的商将放在AL中，余数放在AH中 8位乘数
imul 无符号乘
idiv 无符号除
xlat 换码指令，以bx为首地址的，偏移地址为al的内容送给al。
in 端口读写指令 IN AL,21H；表示从21H端口读取一字节数据到AL
out 端口读写指令
and 按位与
or 按位或
xor 按位异或
not 操作数按位取反
neg 操作数按位取反加一
test 对两个操作数进行按位与操作。与and不同，不影响目标操作数的值。
shl 逻辑左移，将一个寄存器中的值或单元中的数据向左移位，将最后移出的一位写入cf中。最低位用0补充。
shr 逻辑右移，将一个寄存器中的值或单元中的数据向左移位，将最后移出的一位写入cf中。最高位用0补充。
sal 算术左移，与shl一样，补0
sar 算术右移，与shr不一样，算术右移补最高位
rol 循环左移
ror 循环右移
rcl 带进位循环左移，左移的时候移出去的会放在cf？
rcr 带进位循环右移
cmp 比较
ja jump if above
jb Jump if below
jae Jump if above or equal
jbe Jump if below or equal
jg jump if greater，有符号大于跳转
jl jump less，有符号小于跳转
jge jump if greater or equal
jle Jump if less or equal
jc jump if with carry, CF = 1
jnc jump if not with carry, CF = 0
je = jz jump if equal, ZF = 1
jne = jnz jump if not equal, ZF = 0
jz jump if zero, ZF = 1
jnz jump if not zero, ZF = 0
jcxz jump if cx equals zero
js SF = 1
jns SF = 0
jo Jump if overflow, OF = 1
jno jump if not overflow, OF = 0
loop 循环 代码段（？）名
clc clear carry flag，将cf位清零
stc set carry flag，CF置1
cli clear interrupt endable flag，IF清零，关闭中断
sti set interrupt endable flag，IF置位1，打开中断
CMC complement carry flag，CF取反
CLD clear direction flag，DF清零
STD set interrupt endable flag，DF置1
call 近调用
ret 近返回
call far ptr 远调用。三个push一个jmp。push f，push cs，push ip，jump
retf 远返回。三个pop。指令⽤栈中的数据，修改CS和IP的内容，从⽽实现远转移
int 中断指令
iret 中断返回
jmp short 段内短转移，短是指要跳⾄的⽬标地址与当前地址前后相差不超过128字节
jmp near ptr 段内近转移。近是指跳转的⽬标地址与当前地址在⽤⼀个段内，即CS的值不变，只改变EIP的值
jmp far ptr 段间转移，远指跳到另⼀个代码段去执⾏，CS/EIP都要改变
Jmp dword ptr 段间转移，以内存地址单元处的双字来修改指令，⾼地址内容修改CS，低地址内容 修改IP，内存地址可以以任何合法的⽅式给出
repe/renpe scasb 字符串扫描指令。cmp al, es:[di] di++; 当DF=1时，为di-- repne:当ECX!=0并且ZF==0时 重复 repe: cx != 0且zf != 0重复
repe/renpe cmpsb 字符串比较指令。⽐较byte ptr ds:[si]与byte ptr es:[di] 当DF=0时，SI++，DI++ 当DF=1时，SI--，DI-- repne:当ECX!=0并且ZF==0时 重复 repe: cx != 0且zf != 0重复
rep movsb 字符串移动指令。其中rep表示repeat，s表示string，b表示byte 在执⾏此指令前要做以下准备⼯作： ①ds:si
lodsb 块装入指令，把SI指向的存储单元读入累加器，lodsb就读入ax，lodsw就读入ax，然后si自动增加或减小1或2
stosb/stosw/stosd SI指向的🔗,其中LODSB是读入AL, LODSW是读入AX中, 然后SI自动增加或减小1或2位.当方向标志位DF=0时，则SI自动增加；DF=1时，SI自动减小。
rep stosb
lodsb

数据传送指令

数据传送指令是为了实现CPU和内存，输入和输出端口之间的数据传送。

mov

mov eax, 56 // 将56H传送到eax寄存器
mov esi, dword ptr [eax * 2 + 1]  // 将内存地址为eax*2+1的4字节数据传送到esi寄存器
mov ah, byte ptr [esi * 2 + eax]  // 将内存地址为esi*+eax处的8位数据传送到AH寄存器

xchg

寄存器和内存的数据交换，交换的数据可以是8字节、16字节或32字节，必须格式相同

xchg eax, edx; // 将edx寄存器的值和eax寄存器的值交换
xchg [esp-55], edi; // 将edi寄存器的值和堆栈地址为[esp-55]处的值交换

push pop

push和pop：称为压入堆栈指令和弹出堆栈指令，格式是push src(源操作数)和pop dst(目的操作数)，push指令和pop指令需要匹配出现，否则堆栈会不平衡。push指令将原操作数src压入堆栈，同时esp-4（栈顶指针减一个4位），而pop反之，从堆栈的顶部弹出4字节的数值然后放入dst。在32位的操作系统上，push和pop的操作是以4字节为单位的，push和pop指令常用于向函数传参。

push eax // 将eax寄存器的值以4字节压入堆栈，同时esp-4
push dword ptr [12FF8589] // 将堆栈顶部的4字节弹出到内存地址为12FF8589所指地方，同时esp+4
-----------------------------------------------------------------------------
pop dword ptr [12FF8589] // 将堆栈顶部的4字节弹出到内存地址为12FF8589所指的地方，同时esp+4
pop eax // 将堆栈顶部的4字节弹出到eax寄存器，同时esp+4

地址传送指令

x86有3条地址传送指令，分别是LEA，LDS和LES。其实LDS和LES指令和段寄存器有关，在32位的windows操作系统上，一般的程序员都不需要管理段寄存器，所以相对而言，LDS和LES寄存器使用得比较少，一般情况下常见的只有LEA指令。

LEA

称为地址传送指令，格式是“LEA DST, ADDR”。LEA将ADDR地址加载到DST，其中ADDR可以是内存，也可以是寄存器，而DST必须是一个通用寄存器。

lea eax, [12345678]; // 指令执行后eax寄存器的值为12345678H
mov eax, [12345678]; // 而mov eax, [12345678] 指令执行后eax寄存器的值为内存地址12345678指向的那个数值

// LEA指令可用于算法运算
lea ecx, [ecx + eax*4];  // ecx = ecx + eax * 4
// 相当于计算出ecx+eax*4的数值，在[]里是一个地址，lea取地址后就取到了这个数值

算数运算指令

80x86提供了8条加减法指令，4条乘除法指令。

ADD：加法指令

add eax, esi; // 将eax寄存器的值加上esi寄存器的值，得出的结果保存在eax的寄存器中
add ebx, dword ptr[12345678] // 将ebx寄存器的值加上内存地址为12345678所在的4字节值，得出的结果保存在ebx寄存器中
// 不同的平台和编译器中，dword占用的字节数不同，在32位的windows中一个word占16字节，dword占32字节
// 64位中一个word占32字节，dword占64字节

sub 减法指令

sub ecx, 4H; // 将ecx寄存器的值减去4H，得出的结果保存在eax寄存器中
sub byte ptr[eax], ch; // 将内存地址为eax所指向的数据结构按字节为单位和ch寄存器相减，得出的结果按字节为单位保存在eax所指向的位置

inc加1指令

inc eax; // 将eax寄存器的值加1，得出的结果存放在原来的地方

dec减1指令

dec edx; // 将dec寄存器的值减1，得出的结果存放在原来的地方

cmp比较指令

称比较指令格式是”cmp oper1, oper2”

cmp指令将oper1减去oper2，得出的结果不保存，只是相应地设置寄存器eflags的cf，pf，zf，af，sf和of。也就是说可以通过测试寄存器eflags相关的标志值得知cmp执行后的结果

cmp eax, 56H; // 将eax寄存器的值减去56H，得出的结果不保存，并且设置寄存器eflags相关的标志位

neg

neg：取补指令，格式是neg oper

neg指令将oper操作数取反，简而言之就是将0减去oper操作数，得出的结果存在oper自身中。

neg eax;

mul imul

无符号乘法指令和有符号乘法指令。mul指令隐含了一个参加运算的操作数eax寄存器，将eax寄存器里的值乘oper，结果保存在eax中。如果结果超过32位则高32位使用edx寄存器保存，eax寄存器保存低32位。

mul edx; // 将eax寄存器的值乘以edx寄存器的值，得出的结果保存在eax寄存器中

div idiv

除法指令和有符号除法指令。

div ecx; // 将eax寄存器的值按4字节为单位除以ecx寄存器的值，得出的结果商保存在eax寄存器中，余数保存在edx寄存器中。
div word ptr [esp+36]; // 将eax寄存器的值按word为单位除以堆栈地址为esp+36所指向的数据，得出的结果商保存在eax寄存器中，余数保存在edx寄存器中。

高级语言中的数据结构与80386间接寻址

BX BP SI DI

BX：

BP：

SI：

DI：

间接寻址：bx，bp，si，di，可以放在方括号内

缺省段址：ds和ss，如果方括号内有bp，一定是ss，bx一定是ds

CS (code segment): 代码段寄存器，用来存储代码段的段地址。

DS (data segment)：数据段寄存器，用来存储数据段的段地址。

SS (stack segment)：堆栈段寄存器，用来存储堆栈段的段地址。

ES (extra segment)：附加数据段寄存器，用来存放附加段的段地址。有时，一个数据段不够用时，我们可以声明一个附加段来存放更多的数据。例如，我们可以声明 2 个数据段，分别用 DS 和 ES 指向。

程序开始运行时，DOS 会把 ds 和 es 赋值为 psp(program segment prefix) 段地址。psp 段位于程序首个段的前面，长度为 100h 字节，其用途是保存当前 exe 相关的一些信息，如 psp:80h 开始存放了 exe 的命令行参数。

间接寻址： 可以⽤作间接寻址的寄存器只有四个：bx, bp, si, di [bx], [bp], [si], [di]是最简单的间接寻址 [bx + si], [bp + si], [bx + di], [bp + di]注意前⾯必须是bx/bp，后⾯必须是di/si [bx+2] [bp-2] [si+1] [di-1] [bx+si+2] [bx+di-2]

[bp+si+1] [bp+di-1] tips：两个寄存器相加的间接寻址⽅式中, bx或bp通常⽤来表示数组的⾸地址, ⽽si或di则⽤来表示下 标。

缺省段址：不含bp的源操作数⼀般都省略的段地址ds，含有bp的源操作数省略了ss，⽽这个默认的段地址是 可以被改变的

用堆栈传递参数时，如何用[bp+]实现对参数的引用？

bp + 多少就是栈里的多少

王爽《汇编语⾔》第四版 附录4:⽤栈传递参数

difcube:
    mov bp, sp
    mov ax, [bp+4]  ;a的值送入ax中
    sub ax, [bp+6]  ;减栈中b的值
    mov bp, ax
    mul bp
    mul bp
    pop bp
    ret 4

其它的笔记

x86：

Intel从16位微处理器8086开始的整个CPU芯片系列，系列中的每种型号都保持与以前的各种型号兼容，主要有8086，8088（16位CPU），80186，80286（这两个是过渡产品）， 80386，80486以及以后各种型号的Pentium芯片（32位CPU），通常所说的x86都是指32位CPU

80386: 32位汇编。

80836寄存器

通用寄存器(EAX EBX ECX EDX,ESP,EBP,ESI,EDI)

通用寄存器与8086的寄存器相比,由16位变为了32位

ESP:栈顶

EBP:栈底

EAX，EBX，ECX，EDX通用寄存器

EAX：累加器（乘法的时候存低位）

EBX：基址（［EBX＋100Ｈ］）

ECX：计数（循环的时候计数）

EDX：数据（默认EDX＊10H＋．．．；乘法的时候存高位）

ESI，EDI：变址寄存器

ESI：源变址寄存器

EDI：目的变址寄存器　与EBX基址搭配使用

参考文献

asm_sum.doc

xxjj的《汇编语言考试总结》 https://www.yuque.com/xianyuxuan/coding/mkte6u

[80386]80x86汇编指令_CarlosX的博客-CSDN博客_80386指令集

80386 算术运算指令，逻辑运算指令，移位指令 (三) _ttzyanswer的博客-CSDN博客