合肥工业大学汇编语言大作业

合肥工业大学
计算机与信息学院
实验报告

​

课程：汇编语言程序设计

大作业

1. 作业内容

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-79HPajlT-1680186661285)(null)]

2. 实验过程

C源程序

#include 

int func(int a, int b, int length)
{
    int i = 0;
    while (i < length)
    {
        a++;
        b = a * 2 - a / 4 + i + 1;
        b--;
        if (a > b)
            a = b;
        else
            a = b * 2;
        i++;
    }
    return a;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int length = 5;
    a = func(a, b, length);
    __asm__ __volatile__(
        "shl %%eax \n\t"
        "addl %%ebx,%%eax \n\t"
        "and %%eax,%%ebx \n\t"
        "shl %%eax"
        :"=a"(a)
        :"a"(a),"b"(b));
    printf("a = %d",a);
}

运行结果：

在VS Code之中进行反汇编，查看汇编代码如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4zatxneC-1680186660874)(null)]

main()函数对应的汇编代码：

-exec disassemble /m main
Dump of assembler code for function main:
24	{
   0x00000000004015e3 <+0>:	push   rbp
   0x00000000004015e4 <+1>:	push   rbx										; 保存现场
   0x00000000004015e5 <+2>:	sub    rsp,0x38									; 开辟栈空间
   0x00000000004015e9 <+6>:	lea    rbp,[rsp+0x80]							; 将rsp+80h的位置付给rbp
   0x00000000004015f1 <+14>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x30],ecx
   0x00000000004015f4 <+17>:	mov    QWORD PTR [rbp-0x28],rdx				; 将参数保存到堆栈
   0x00000000004015f8 <+21>:	call   0x401710 <__main>

25	    int a = 10;
=> 0x00000000004015fd <+26>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x54],0xa				; 声明变量

26	    int b = 20;
   0x0000000000401604 <+33>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x58],0x14

27	    int length = 5;
   0x000000000040160b <+40>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x5c],0x5

28	    a = func(a, b, length);
   0x0000000000401612 <+47>:	mov    ecx,DWORD PTR [rbp-0x5c]
   0x0000000000401615 <+50>:	mov    edx,DWORD PTR [rbp-0x58]
   0x0000000000401618 <+53>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x54]				; 通过寄存器传递参数
   0x000000000040161b <+56>:	mov    r8d,ecx
   0x000000000040161e <+59>:	mov    ecx,eax								; 可能是eax需要保存返回值以及在子函数之中需要使用,
   																			; 提前将eax之中的内容保存到ecx
   0x0000000000401620 <+61>:	call   0x401550 						; 调用函数
   0x0000000000401625 <+66>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x54],eax

29	    __asm__ __volatile__(
   0x0000000000401628 <+69>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x54]
   0x000000000040162b <+72>:	mov    edx,DWORD PTR [rbp-0x58]				; 将a和b保存到eax与ebx之中,以方便内联汇编之中使用
   0x000000000040162e <+75>:	mov    ebx,edx								; 将b移动到ebx
   0x0000000000401630 <+77>:	shl    eax,1
   0x0000000000401632 <+79>:	add    eax,ebx
   0x0000000000401634 <+81>:	and    ebx,eax
   0x0000000000401636 <+83>:	shl    eax,1								; 以上四行是嵌入的汇编代码
   0x0000000000401638 <+85>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x54],eax				; 保存a,对应'=a'部分

30	        "shl %%eax \n\t"
31	        "addl %%ebx,%%eax \n\t"
32	        "and %%eax,%%ebx \n\t"
33	        "shl %%eax"
34	        :"=a"(a)
35	        :"a"(a),"b"(b));
36	    printf("a = %d",a);
   0x000000000040163b <+88>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x54]				; 将a保存到eax之中
   0x000000000040163e <+91>:	mov    edx,eax
   0x0000000000401640 <+93>:	lea    rcx,[rip+0x29b9]        # 0x404000	; 理论上来讲,应该是取输出字符串的偏移地址.之后传给printf
   0x0000000000401647 <+100>:	call   0x402b40 					; 调用printf来进行输出
   0x000000000040164c <+105>:	mov    eax,0x0

37	}
   0x0000000000401651 <+110>:	add    rsp,0x38
   0x0000000000401655 <+114>:	pop    rbx
   0x0000000000401656 <+115>:	pop    rbp									; 函数结束,还原现场
   0x0000000000401657 <+116>:	ret    

End of assembler dump.

func()部分的汇编代码：

Dump of assembler code for function func:
4	{
   0x0000000000401550 <+0>:	push   rbp                                       ; 将rbp压栈，保存现场
   0x0000000000401551 <+1>:	mov    rbp,rsp									 ; 
   0x0000000000401554 <+4>:	sub    rsp,0x10                                  ; 栈顶指针上移,开辟栈空间
   0x0000000000401558 <+8>:	mov    DWORD PTR [rbp+0x10],ecx                  ; ecx,edx与r8d致中保存了传进来的参数.将参数保存到栈空间
   0x000000000040155b <+11>:	mov    DWORD PTR [rbp+0x18],edx
   0x000000000040155e <+14>:	mov    DWORD PTR [rbp+0x20],r8d              ; r8是x64架构的64位寄存器,r8d是其低三十二位字节

5	    int i = 0;
   0x0000000000401562 <+18>:	mov    DWORD PTR [rbp-0x4],0x0               ; 声明变量

6	    while (i < length)                                                   ; 跳到比较大小部分
   0x0000000000401569 <+25>:	jmp    0x4015d2 
   0x00000000004015d2 <+130>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]               ; 注意这两行的ip为130和133.也就是说,如果不满足while的条
   																			 ; 件,会跳过循环体,直接向后边执行.这样设计的另一个好处是,
   																			 ; 执行完循环部分内容以后,可以自动将ip指向条件判断部分
   0x00000000004015d5 <+133>:	cmp    eax,DWORD PTR [rbp+0x20]              ; 判断i是否小于length
   0x00000000004015d8 <+136>:	jl     0x40156b                     ; 如果小于,接着向下执行

7	    {
8	        a++;
   0x000000000040156b <+27>:	add    DWORD PTR [rbp+0x10],0x1              ; 自增

9	        b = a * 2 - a / 4 + i + 1;
   0x000000000040156f <+31>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp+0x10]              ; 将参数a保存到寄存器之中
   0x0000000000401572 <+34>:	lea    ecx,[rax+rax*1]                       ; 实现a*2.lea为load effictive address的含义,会取得
   																			 ; rax之中的内容.
   0x0000000000401575 <+37>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp+0x10]              ; 将a保存到寄存器之中
   0x0000000000401578 <+40>:	lea    edx,[rax+0x3]						 ; 从rax的第三个字节开始取内容,相当于a左移两位,也就是除以4
   0x000000000040157b <+43>:	test   eax,eax								 ; 判断正负
   0x000000000040157d <+45>:	cmovs  eax,edx								 ; 如果eax最高位为1,也就是负数,将其移动到edx之中
   0x0000000000401580 <+48>:	sar    eax,0x2  							 ; 这几步实现了a/4
   0x0000000000401583 <+51>:	neg    eax                                   ; 取反
   0x0000000000401585 <+53>:	lea    edx,[rcx+rax*1]                       ; 将a*2-a/4保存到edx之中
   0x0000000000401588 <+56>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp-0x4]				 ; 将i保存到eax
   0x000000000040158b <+59>:	add    eax,edx                               ; 加上i
   0x000000000040158d <+61>:	add    eax,0x1                               ; 加上立即数,1
   0x0000000000401590 <+64>:	mov    DWORD PTR [rbp+0x18],eax

10	        b--;
   0x0000000000401593 <+67>:	sub    DWORD PTR [rbp+0x18],0x1

11	        b-=1;
   0x0000000000401597 <+71>:	sub    DWORD PTR [rbp+0x18],0x1              ; 自减.这两种写法在底层是同样的.

12	        a = a+i%2;
   0x000000000040159b <+75>:	mov    edx,DWORD PTR [rbp-0x4]               ; 将i保存到edx之中
   0x000000000040159e <+78>:	mov    eax,edx								 ; 将i保存到eax之中
   0x00000000004015a0 <+80>:	sar    eax,0x1f                              ; 算数右移31位,取得符号位
   0x00000000004015a3 <+83>:	shr    eax,0x1f                              ; 先算数右移,再逻辑右移
   0x00000000004015a6 <+86>:	add    edx,eax                               ; 将
   0x00000000004015a8 <+88>:	and    edx,0x1								 ; 
   0x00000000004015ab <+91>:	sub    edx,eax
   0x00000000004015ad <+93>:	mov    eax,edx
   0x00000000004015af <+95>:	add    DWORD PTR [rbp+0x10],eax

13	        a = a^4;
   0x00000000004015b2 <+98>:	xor    DWORD PTR [rbp+0x10],0x4  `			 ; 与4进行异或

14	        if (a > b)
   0x00000000004015b6 <+102>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp+0x10]				 ; 取得a与b
   0x00000000004015b9 <+105>:	cmp    eax,DWORD PTR [rbp+0x18]
   0x00000000004015bc <+108>:	jle    0x4015c6 					 ; 如果不满足判断条件,那么跳转到else部分

15	            a = b;
   0x00000000004015be <+110>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp+0x18]
   0x00000000004015c1 <+113>:	mov    DWORD PTR [rbp+0x10],eax				 ; 将b的数值赋给a
   0x00000000004015c4 <+116>:	jmp    0x4015ce  					 ; 跳过else

16	        else
17	            a = b * 2;
   0x00000000004015c6 <+118>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp+0x18]				 ; 取得b
   0x00000000004015c9 <+121>:	add    eax,eax								 ; *2
   0x00000000004015cb <+123>:	mov    DWORD PTR [rbp+0x10],eax				 ; 将b的数值赋给a

18	        i++;
   0x00000000004015ce <+126>:	add    DWORD PTR [rbp-0x4],0x1 				 ; 自增

19	    }
20	    return a;
   0x00000000004015da <+138>:	mov    eax,DWORD PTR [rbp+0x10]				 ; 将返回值保存到eax之中.汇编通过eax来返回参数

21	}
   0x00000000004015dd <+141>:	add    rsp,0x10
   0x00000000004015e1 <+145>:	pop    rbp									 ; 还原现场
   0x00000000004015e2 <+146>:	ret    

End of assembler dump.

注意到在main()函数刚刚开始的执行的时候调用的__main函数,查看__main函数的汇编代码如下:

Dump of assembler code for function __main:
   0x00000000004016d0 <+0>:	mov    eax,DWORD PTR [rip+0x595a]        # 0x407030 
   0x00000000004016d6 <+6>:	test   eax,eax
   0x00000000004016d8 <+8>:	je     0x4016e0 <__main+16>
   0x00000000004016da <+10>:	ret    
   0x00000000004016db <+11>:	nop    DWORD PTR [rax+rax*1+0x0]
   0x00000000004016e0 <+16>:	mov    DWORD PTR [rip+0x5946],0x1        # 0x407030 
   0x00000000004016ea <+26>:	jmp    0x401660 <__do_global_ctors>
   0x00000000004016ef <+31>:	nop
End of assembler dump.