汇编指令概述 AT&T汇编基本语法

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深入理解计算机系统CMU15213_课件

深入理解计算机系统-笔记-第一章-计算机系统漫游

uCore OS实验指导书和源码网址 (2017)

How-to-Make-a-Computer-Operating-System 各章节代码

linux 系统编程

双系统安装

ucore实验中的常用工具

在ucore实验中，一些基本的常用工具如下：

• 命令行shell: bash shell – 有对文件和目录操作的各种命令，如ls、cd、rm、pwd…

• 系统维护工具：apt、git

  • apt：安装管理各种软件，主要在debian, ubuntu linux系统中
  • git：开发软件的版本维护工具

• 源码阅读与编辑工具：eclipse-CDT、understand、gedit、vim

  • Eclipse-CDT：基于Eclipse的C/C++集成开发环境、跨平台、丰富的分析理解代码的功能，可与qemu结合，联机源码级Debug uCore OS。
  • Understand：商业软件、跨平台、丰富的分析理解代码的功能，Windows上有类似的sourceinsight软件
  • gedit：Linux中的常用文本编辑，Windows上有类似的notepad
  • vim: Linux/unix中的传统编辑器，类似有emacs等，可通过exuberant-ctags、cscope等实现代码定位

• 源码比较和打补丁工具：diff、meld，用于比较不同目录或不同文件的区别, patch是打补丁工具

  • diff, patch是命令行工具，使用简单

  • meld是图形界面的工具，功能相对直观和方便，类似的工具还有 kdiff3、diffmerge、P4merge

  • Beyond Compare window 下的文件比较工具 http://www.beyondcompare.cc/ 需要激活

  • BC 2.0 KEY:

    urKH3mXZVDiTNgCKQnFnfvaQB5tTtahv
    tUr5HqwT9YZu50+b3T9bkzYKwKsfjhhi
    DgzR9Dr5qbmJ2EmNzYfSAq4ocM7E8B0D
    kDvyvawgHd0gV-nFnVNBsqMgnxcKoJfZ
    6WrrQotEiqs6H14Jk9Wjz+SLvovnUksb
    gT5K1ey7T7AV2C32NLt4gjavcM5tzDR0
    GUbvAou+MKzhMHebccC+3fB0wwwKNPs0
    fwCz3Xh16S6yB4xxeD2bS6JFV9JPZwkA
    

  • BC 3.0 KEY:

    mv1nPlXAywBDCdhxFc9QOVv6TBcQHLAXBQUAKTh3ie4fqSEOnWrPsnVkF
    yt0wAkJHweoExRJWWVwwCniKNROSdJzJXE6YVapYW7f+tRRXRFI4yn4Nj
    jZ0RiiqGRCTVzwComUcXB-eiFWRBY6JpSsCNkmIxL5KsRCo442djHhTZE 
    

• 开发编译调试工具：gcc 、gdb 、make

  • gcc：C语言编译器
  • gdb：执行程序调试器
  • ld：链接器
  • objdump：对ELF格式执行程序文件进行反编译、转换执行格式等操作的工具
  • nm：查看执行文件中的变量、函数的地址
  • readelf：分析ELF格式的执行程序文件
  • make：软件工程管理工具， make命令执行时，需要一个 makefile 文件，以告诉make命令如何去编译和链接程序
  • dd：读写数据到文件和设备中的工具

• 硬件模拟器：qemu – qemu可模拟多种CPU硬件环境，本实验中，用于模拟一台 intel x86-32的计算机系统。类似的工具还有BOCHS, SkyEye等

• markdown文本格式的编写和阅读工具(比如阅读ucore_docs)

  • 编写工具 haroopad
  • 阅读工具 gitbook

上述工具的使用方法在线信息

apt-get

git github1
git github2

• diff patch
  • http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-diffp/index.html
  • http://www.cnblogs.com/itech/archive/2009/08/19/1549729.html
• gcc
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/Gcchowto
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/Compiling_Cpp
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/C_Cpp_IDE
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/C%E8%AF%AD%E8%A8%80%E7%AE%80%E8%A6%81%E8%AF%AD%E6%B3%95%E6%8C%87%E5%8D%97
• gdb
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/%E7%94%A8GDB%E8%B0%83%E8%AF%95%E7%A8%8B%E5%BA%8F
• make & makefile
  • http://wiki.ubuntu.com.cn/index.php?title=%E8%B7%9F%E6%88%91%E4%B8%80%E8%B5%B7%E5%86%99Makefile&variant=zh-cn
  • http://blog.csdn.net/a_ran/article/details/43937041
• shell
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/Shell%E7%BC%96%E7%A8%8B%E5%9F%BA%E7%A1%80
  • http://wiki.ubuntu.org.cn/%E9%AB%98%E7%BA%A7Bash%E8%84%9A%E6%9C%AC%E7%BC%96%E7%A8%8B%E6%8C%87%E5%8D%97
• understand
  • http://blog.csdn.net/qwang24/article/details/4064975
• vim
  • http://www.httpy.com/html/wangluobiancheng/Perljiaocheng/2014/0613/93894.html
  • http://wenku.baidu.com/view/4b004dd5360cba1aa811da77.html
• meld
  • https://linuxtoy.org/archives/meld-2.html
• qemu
  • http://wenku.baidu.com/view/04c0116aa45177232f60a2eb.html
• Eclipse-CDT
  • http://blog.csdn.net/anzhu_111/article/details/5946634
• haroopad
  • http://pad.haroopress.com/
• gitbook
  • https://github.com/GitbookIO/gitbook https://www.gitbook.com/

１．　汇编指令概述　AT&T汇编基本语法

x86汇编的两种语法：intel语法和AT&T语法
x86汇编一直存在两种不同的语法，在intel的官方文档中使
用intel语法，Windows也使用intel语法，而UNIX平台的汇编器一
直使用AT&T语法，所以本书使用AT&T语法。

AT&T格式的汇编，与Intel格式的汇编有一些不同。二者语法上主要有以下几个不同：

    1. 寄存器命名原则
        AT&T格式: %eax                      Intel格式: eax
        寄存器前面加"%"，以便跟符号名区分开。
    2. 源/目的操作数顺序    -->
        AT&T格式: movl %eax, %ebx           Intel格式: mov ebx, eax
        
    3. 常数/立即数的格式　
        AT&T格式: movl $_value, %ebx        Intel格式: mov eax, _value
        CPU内部产生的数称为立即数，在汇编程序中立即数前面加"$" 美元符号
        movl $1, %eax
          CPU内部产生一个数字1, 然后传送到eax寄存器中。
          mov后边的l表示long,说明是32位的传送指令。
        movl $4, %ebx
          与上条指令类似，生成一个立即数4，传送到ebx寄存器中。
          
    4. 把value的地址放入eax寄存器
        AT&T格式: movl $0xd00d, %ebx        Intel格式: mov ebx, 0xd00d
        
    5. 操作数长度标识 
        AT&T格式: movw %ax, %bx             Intel格式: mov bx, ax
    6. 寻址方式 
        AT&T格式:   immed32(basepointer, indexpointer, indexscale)
        Intel格式:  [basepointer + indexpointer × indexscale + imm32)
    7. 变量
   　　　 AT&T:  foo                         Intel: [foo]
         boo是一个全局变量。
         注意加上$是表示地址引用，不加是表示值引用。
         对于局部变量，可以通过堆栈指针引用。
         

    8.中断　系统调用
    　movl $1, %eax     // 成一个立即数1，传送到eax寄存器中。
                        // eax寄存器的值是系统调用号,1表示_exit系统调用
      movl $4, %ebx     // 生成一个立即数4，传送到ebx寄存器中。
      　　　　　　　　  　// ebx的值则是传给_exit系统调用的参数,还可以有ecx、edx做参数，也就是退出状态。
      int $0x80　　　　  // interupt 
      // int指令称为软中断指令, 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linux内核中,int $0x80这种异常称系统调用（System Call）。
      // 一般在调用结束后CPU再切换回用户模式，继续执行int指令后面的指令，在用户程序看来就像函数的调用和返回一样.
      // _exit这个系统调用会终止掉当前进程,而不会返回它继续执行.

2.x86的寄存器

2.1 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使用的。
但有些指令限制只能用其中某些寄存器做某种用途，
例如除法指令idivl规定被除数在eax寄存器中，
edx寄存器必须是0,而除数可以是任何寄存器中。
计算结果的商数保存在eax寄存器中（覆盖被除数），
余数保存在edx寄存器。

2.2 x86的特殊寄存器有ebp、esp、eip、eflags。

eip是程序计数器。
eflags保存计算过程中产生的标志位，
包括进位、溢出、零、负数四个标志位，
在x86的文档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。

esp为栈指针，用于指向栈的栈顶（下一个压入栈的活动记录的顶部），
而ebp为帧指针，指向当前活动记录的底部。
每个函数的每次调用，都有它自己独立的一个栈帧，这个栈帧中维持着所需要的各种信息。
寄存器ebp指向当前的栈帧的底部（高地址），
寄存器esp指向当前的栈帧的顶部（低地址）。

注意：ebp指向当前位于系统栈最上边一个栈帧的底部，而不是系统栈的底部。
严格说来，“栈帧底部”和“栈底”是不同的概念;
esp所指的栈帧顶部和系统栈的顶部是同一个位置。

3. GCC基本内联汇编

GCC 提供了两内内联汇编语句（inline asm statements）：
  基本内联汇编语句（basic inline asm statement) 和
  扩展内联汇编语句（extended inline asm statement）。
  
  GCC基本内联汇编很简单，一般是按照下面的格式：
     asm("statements");
    例如：
      asm("nop"); 
      asm("cli");
      
      "asm" 和 "__asm__" 的含义是完全一样的。
      如果有多行汇编，则每一行都要加上 "\n\t"。
      其中的 “\n” 是换行符，"\t” 是 tab 符，
      在每条命令的 结束加这两个符号，
      是为了让 gcc 把内联汇编代码翻译成一般的
      汇编代码时能够保证换行和留有一定的空格。
      
      本asm语句，GCC编译出来的汇编代码就是双引号里的内容。例如：

          asm( "pushl %eax\n\t"
               "movl $0,%eax\n\t"
               "popl %eax"
          );

          asm("movl %eax, %ebx");
          asm("xorl %ebx, %edx");
          asm("movl $0, _boo);

在上面的例子中，由于我们在内联汇编中改变了 edx 和 ebx 的值，
但是由于 gcc 的特殊的处理方法，即先形成汇编文件，
再交给 GAS 去汇编，所以 GAS 并不知道我们已经改变了 edx和 ebx 的值，
如果程序的上下文需要 edx 或 ebx 作其他内存单元或变量的暂存，
就会产生没有预料的多次赋值，引起严重的后果。
对于变量 _boo也存在一样的问题。
为了解决这个问题，就要用到扩展 GCC 内联汇编语法。

4. GCC扩展内联汇编