《汇编语言程序设计（AT&T语法）》读书笔记（一）

《汇编语言程序设计（AT&T语法）》读书笔记（一）

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• 第一个例程
• 前言
• 一、书中的第一个例程
• 二、使用步骤
  • 1.提取例程中的算法
  • 2.改写例程
• 总结

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前言

书中的代码是32位的，在目前流行的X86_64的Linux版本中很难运行通过，所以有一个想法，把里面的32位汇编代码改成64位的以便方便学习研究。我并不想改变书中的代码风格，毕竟我是为了学习AT&T语法风格才看这本书的。
要编译运行就要有编译环境，原书中没有说明编译环境和使用的Linux版本，我用当下流行的版本运行，我所用的Linux版本：Ubuntu 20.04.3 X86_64 TLS，gcc 版本 9.3.0。

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一、书中的第一个例程

.section .data
    output:
        .asciz "Now my age is %d\n"
    age:
        .int 23
# .data ends
.section .text
.global _start
_start:
        nop
        pushl $output
        pushl age
        call printf
        add $8, %esp
        pushl $0
        call exit

 要改成X86_64的64位汇编代码，并符合AMD64 ABI规范。我分两步走，第一步，提取例程中的算法，第二步，改写例程。

二、使用步骤

1.提取例程中的算法

这个例程看起来很简单，它调用了c语言的两个函数printf 和 exit，那么我们在改写成64位汇编代码时要符合AMD64 ABI的规范。为了方便编译，我们使用gcc，这样可以一步到位直接生成可执行文件。为了提取算法，我在这里引入一个虚拟CPU，这个CPU是尺度可变的，它有8个通用寄存器，分别是vAX，vBX，vCX，vDX，vSP，vBP，vSI，vDI，与实体的X86架构CPU中的寄存器对应。

与64位CPU的对应关系：

R0	R1	R2	R3	R4	R5	R6	R7
RAX	RCX	RDX	RBX	RSP	RBP	RSI	RDI
vAX	vCX	vDX	vBX	vSP	vBP	vSI	vDI

与32位CPU的对应关系：

R0D	R1D	R2D	R3D	R4D	R5D	R6D	R7D
EAX	ECX	EDX	EBX	ESP	EBP	ESI	EDI
vAX	vCX	vDX	vBX	vSP	vBP	vSI	vDI

 有虚拟CPU还不够，还要一个中立的语言来描述，我采用自然语言并模拟BASIC指令来描述。

开始提取例程算法：

；Non-Basic Description for Assembly

statement
    label output:
            chap string '......'
    label age:
            int ?
end statement

declare extern function printf, exit

begin
        pass parameter for function
        call printf
        pass parameter for function
        call exit
end

汇编语言中的c函数调用要使用寄存器传递参数，传递参数的寄存器是有顺序的， 在64位的X86架构CPU中依次是RDI，RSI，RDX，RCX。现在把上面的算法描述语言改一改。

；Non-Basic Description for Assembly

statement
    label output:
            chap string '......'
    label age:
            int ?
end statement

declare extern function printf, exit

begin
        let vdi load address of label output
        let vsi load content from label age
        call printf
        let vdi = 0
        call exit
end

要把例程改写成64位的汇编代码只要把算法描述语言中的vdi，vsi改成rdi，rsi即可。 

2.改写例程

代码如下：

/*-----------------------------------------------------------------------------
At&T style Assembly program, would use:
            gcc -no-pie -o P1-test P1-test.S

-------------------------------------------------------------------------------*/
.section .data
    output:
        .asciz "Now my age is %d\n"
    age:
        .int 23
# .data ends
.section .text
.global main
.extern printf
.extern exit
main:
        nop
        pushq $output
        popq %rdi
        pushq (age)
        popq %rsi
        xor %rax, %rax
        call printf
        xor %rdi, %rdi
        call exit
# .text ends
# end _start

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总结

为了方便编译，我用main作为入口标记，用gcc编译即可。
例如：gcc -no-pie -o P1-test P1-test.S