Linux汇编语言及嵌入式汇编（转载）

Linux汇编语言及嵌入式汇编（转载）  

汇编语言的优点是速度快，可以直接对硬件进行操作。Linux是用C语言开发的操作系统，可以在Linux中直接使用汇编这一底层语言来优化程序的性能。
汇编语言虽然运用不像高级语言那么广泛，但是却很重要。特别是在一些执行速度要求很高的场合，如Linux这样的操作系统。Linux中引导程序、启动程序及内核程序中都有很多汇编程序或嵌入式汇编程序。
汇编语言具有如下优点：
能够直接访问与硬件相关的存储器和I/O端口
不受编译器限制，对生成的二进制代码进行完全控制
能够对关键代码进行控制，避免因线程共同范围或硬件设备共享引起的死锁
对代码进行优化，提高执行速度
同时，汇编语言也有不容忽视的缺点：
代码难懂，不易维护
 

容易产生bug，调试困难
只能针对特定的体系结构和处理器进行优化
 开放效率低，周期长
Linux下用汇编语言编写的代码有两种形式：一种是完全的汇编代码，另外一种是内嵌的汇编代码，即可以内嵌到C语言的汇编代码片段，这主要依赖于编译器在这方面的扩展。
 
Linux汇编语言格式
不同于DOS/Windows下的Intel风格的汇编语言，Unix/Linux下的汇编语法风格主要是AT&T模式的。
1.        在AT&T汇编格式中，寄存器名前要加上“%”作为前缀。

AT&T格式	Intel格式
push %eax	push eax

2.        在AT&T汇编格式中，用‘$’前缀表示一个立即操作数；在Intel汇编格式中，立即数的表示不用带任何前缀。

AT&T格式	Intel格式
pushl $1	push 1

3.        AT&T和Intel格式中的源操作数和目的操作数的位置恰好相反。在Intel格式中，目的操作数在左边；而在AT&T格式中，目的操作数在右边。

AT&T格式	Intel格式
addl $1, %eax	add eax, 1

4.        在AT&T格式中，操作数的长度由操作符的最后一个字母决定，后缀‘b’，‘w’，‘l’分别表示操作数为字节(byte, 8bits)，字(word, 16bits)和长字(long, 32bits)；而在Intel格式中，操作数的字长由“byte ptr”和“word ptr”等前缀来表示。

AT&T格式	Intel格式
movb val, %al	mov al, byte ptr val

 
1.        在AT&T汇编格式中，绝对转移和调用指令(jump/call)的操作数前要加上‘*’
最为前缀，而在Intel格式中则不需要。
2.        远程转移指令和远程子调用指令的操作码，在AT&T汇编格式中为‘ljump’和‘lcall’；而在Intel汇编格式中为‘jmp far’和‘call far’

AT&T格式	Intel格式
ljump $section, $offset	jmp far section:offset
lcall $section, $offset	call far section:offset

   与之对应的远程返回指令为：

AT&T格式	Intel格式
lret $stack_adjust	ret far stack_adjust

3.        在AT&T汇编格式中，内存操作数的寻址方式是

section:disp(base, index, scale)

 
 而在Intel汇编格式中，内存操作数的寻址方式是：

 

section:[base + index* scale + disp]

 
 
由于Linux工作在保护模式下，用的是32位线性地址，所以在计算地址时不用考虑段基址和偏移量，采用如下的计算方法：

 

disp + base + index * scale

           
 
下面是一些内存操作数的例子：

AT&T格式	Intel格式
movl –4(%ebp), %eax	mov eax, [ebp-4]
movl array(,%eax, 4), %eax	mov eax,[eax*4 + array]
movw array(%ebx, %eax, 4), %cx	mov cx,[ebx + 4*eax + array]
movb $4, %fs:(%eax)	mov fs:eax, 4

 
Hello World!
Linux下有很多方法用于在屏幕上显示一个字符串，但最简洁的方式是使用Linux内核提供的系统调用。这种方法可以直接和操作系统内核进行通讯，不需要链接如libc这样的函数库，也不需要ELF解释器。Linux是一个运行于保护模式下的32位操作系统，采用平坦内存模式，最常用到的ELF二进制代码格式包含.text, .data和.bss等section。其中.text为只读代码区，.data为可读可写的数据区，而.bss为可读可写且没有初始化的数据区。一个ELF可执行程序最少应该包含.text部分。

AT&T格式的Hello, World

#hello.s
.data                                #数据段声明
msg : .string “hello, world!”        #要输出的字符串
len = . – msg                     #字符串长度
.text                                #代码段声明
.global _start                         #指定入口函数
_start:
movl $len, %edx                 
movl $msg, %ecx
movl $1, %ebx                   #文件描述符stdout
movl $4, %eax                   #系统调用号(sys_write)
int $0x80