汇编语言的准备知识(1)
汇编语言和CPU以及内存,端口等硬件知识是连在一起的. 这也是为什么汇编语言没有通用性的原因. 下面简单讲讲基本知识(针对INTEL x86及其兼容机)
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x86汇编语言的指令,其操作对象是CPU上的寄存器, 系统内存,或者立即数. 有些指令表面上没有操作数, 或者看上去缺少操作数, 其实该指令有内定的操作对象, 比如push指令, 一定是对SS:ESP指定的内存操作, 而cdq的操作对象一定是eax / edx.
在汇编语言中,寄存器用名字来 访问. CPU 寄存器有好几类, 分别有不同的用处:
1. 通用寄存器:
EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP,ESP(这个虽然通用,但很少被用做除了堆栈指针外的用途)
这些32位可以被用作多种用途,但每一个都有"专长". EAX 是"累加器"(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器. EBX 是"基地址"(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址. ECX 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器. EDX是...(忘了..哈哈)但它总是被用来放整数除法产生的余数. 这4个寄存器的低16位可以被单独访问,分别用AX,BX,CX和DX. AX又可以单独访问低8位(AL)和高8位(AH), BX,CX,DX也类似. 函数的返回值经常被放在EAX中.
ESI/EDI分别叫做"源/目标索引寄存器"(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串.
EBP是"基址指针"(BASE POINTER), 它最经常被用作高级语言函数调用的"框架指针"(frame pointer). 在破解的时候,经常可以看见一个标准的函数起始代码:
push ebp ;保存当前ebp
mov ebp,esp ;EBP设为当前堆栈指针
sub esp, xxx ;预留xxx字节给函数临时变量.
...
这样一来,EBP 构成了该函数的一个框架, 在EBP上方分别是原来的EBP, 返回地址和参数. EBP下方则是临时变量. 函数返回时作 mov esp,ebp/pop ebp/ret 即可.
ESP 专门用作堆栈指针.
2. 段寄存器:
CS(Code Segment，代码段) 指定当前执行的代码段. EIP (Instruction pointer, 指令指针)则指向该段中一个具体的指令. CS:EIP指向哪个指令, CPU 就执行它. 一般只能用jmp, ret, jnz, call 等指令来改变程序流程,而不能直接对它们赋值.
DS(DATA SEGMENT, 数据段) 指定一个数据段. 注意:在当前的计算机系统中, 代码和数据没有本质差别, 都是一串二进制数, 区别只在于你如何用它. 例如, CS 制定的段总是被用作代码, 一般不能通过CS指定的地址去修改该段. 然而,你可以为同一个段申请一个数据段描述符"别名"而通过DS来访问/修改. 自修改代码的程序常如此做.
ES,FS,GS 是辅助的段寄存器, 指定附加的数据段.
SS(STACK SEGMENT)指定当前堆栈段. ESP 则指出该段中当前的堆栈顶. 所有push/pop 系列指令都只对SS:ESP指出的地址进行操作.
3. 标志寄存器(EFLAGS):
该寄存器有32位,组合了各个系统标志. EFLAGS一般不作为整体访问, 而只对单一的标志位感兴趣. 常用的标志有:
进位标志C(CARRY), 在加法产生进位或减法有借位时置1, 否则为0.
零标志Z(ZERO), 若运算结果为0则置1, 否则为0
符号位S(SIGN), 若运算结果的最高位置1, 则该位也置1.
溢出标志O(OVERFLOW), 若(带符号)运算结果超出可表示范围, 则置1.
JXX 系列指令就是根据这些标志来决定是否要跳转, 从而实现条件分枝. 要注意,很多JXX 指令是等价的, 对应相同的机器码. 例如, JE 和JZ 是一样的,都是当Z=1是跳转. 只有JMP 是无条件跳转. JXX 指令分为两组, 分别用于无符号操作和带符号操作. JXX 后面的"XX" 有如下字母:
无符号操作: 带符号操作:
A = "ABOVE", 表示"高于" G = "GREATER", 表示"大于"
B = "BELOW", 表示"低于" L = "LESS", 表示"小于"
C = "CARRY", 表示"进位"或"借位" O = "OVERFLOW", 表示"溢出"
S = "SIGN", 表示"负"
通用符号:
E = "EQUAL" 表示"等于", 等价于Z (ZERO)
N = "NOT" 表示"非", 即标志没有置位. 如JNZ "如果Z没有置位则跳转"
Z = "ZERO", 与E同.
如果仔细想一想,就会发现 JA = JNBE, JAE = JNB, JBE = JNA, JG = JNLE, JGE= JNL, JL= JNGE, ....
4. 端口
端口是直接和外部设备通讯的地方。外设接入系统后，系统就会把外设的数据接口映射到特定的端口地址空间，这样，从该端口读入数据就是从外设读入数据，而向外设写入数据就是向端口写入数据。当然这一切都必须遵循外设的工作方式。端口的地址空间与内存地址空间无关，系统总共提供对64K个8位端口的访问，编号0-65535. 相邻的8位端口可以组成成一个16位端口，相邻的16位端口可以组成一个32位端口。端口输入输出由指令IN,OUT,INS和OUTS实现，具体可参考汇编语言书籍。
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x86汇编语言的指令,其操作对象是CPU上的寄存器, 系统内存,或者立即数. 有些指令表面上没有操作数, 或者看上去缺少操作数, 其实该指令有内定的操作对象, 比如push指令, 一定是对SS:ESP指定的内存操作, 而cdq的操作对象一定是eax / edx.
在汇编语言中,寄存器用名字来 访问. CPU 寄存器有好几类, 分别有不同的用处:
1. 通用寄存器:
EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP,ESP(这个虽然通用,但很少被用做除了堆栈指针外的用途)
这些32位可以被用作多种用途,但每一个都有"专长". EAX 是"累加器"(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器. EBX 是"基地址"(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址. ECX 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器. EDX是...(忘了..哈哈)但它总是被用来放整数除法产生的余数. 这4个寄存器的低16位可以被单独访问,分别用AX,BX,CX和DX. AX又可以单独访问低8位(AL)和高8位(AH), BX,CX,DX也类似. 函数的返回值经常被放在EAX中.
ESI/EDI分别叫做"源/目标索引寄存器"(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串.
EBP是"基址指针"(BASE POINTER), 它最经常被用作高级语言函数调用的"框架指针"(frame pointer). 在破解的时候,经常可以看见一个标准的函数起始代码:
push ebp ;保存当前ebp
mov ebp,esp ;EBP设为当前堆栈指针
sub esp, xxx ;预留xxx字节给函数临时变量.
...
这样一来,EBP 构成了该函数的一个框架, 在EBP上方分别是原来的EBP, 返回地址和参数. EBP下方则是临时变量. 函数返回时作 mov esp,ebp/pop ebp/ret 即可.
ESP 专门用作堆栈指针.
2. 段寄存器:
CS(Code Segment，代码段) 指定当前执行的代码段. EIP (Instruction pointer, 指令指针)则指向该段中一个具体的指令. CS:EIP指向哪个指令, CPU 就执行它. 一般只能用jmp, ret, jnz, call 等指令来改变程序流程,而不能直接对它们赋值.
DS(DATA SEGMENT, 数据段) 指定一个数据段. 注意:在当前的计算机系统中, 代码和数据没有本质差别, 都是一串二进制数, 区别只在于你如何用它. 例如, CS 制定的段总是被用作代码, 一般不能通过CS指定的地址去修改该段. 然而,你可以为同一个段申请一个数据段描述符"别名"而通过DS来访问/修改. 自修改代码的程序常如此做.
ES,FS,GS 是辅助的段寄存器, 指定附加的数据段.
SS(STACK SEGMENT)指定当前堆栈段. ESP 则指出该段中当前的堆栈顶. 所有push/pop 系列指令都只对SS:ESP指出的地址进行操作.
3. 标志寄存器(EFLAGS):
该寄存器有32位,组合了各个系统标志. EFLAGS一般不作为整体访问, 而只对单一的标志位感兴趣. 常用的标志有:
进位标志C(CARRY), 在加法产生进位或减法有借位时置1, 否则为0.
零标志Z(ZERO), 若运算结果为0则置1, 否则为0
符号位S(SIGN), 若运算结果的最高位置1, 则该位也置1.
溢出标志O(OVERFLOW), 若(带符号)运算结果超出可表示范围, 则置1.
JXX 系列指令就是根据这些标志来决定是否要跳转, 从而实现条件分枝. 要注意,很多JXX 指令是等价的, 对应相同的机器码. 例如, JE 和JZ 是一样的,都是当Z=1是跳转. 只有JMP 是无条件跳转. JXX 指令分为两组, 分别用于无符号操作和带符号操作. JXX 后面的"XX" 有如下字母:
无符号操作: 带符号操作:
A = "ABOVE", 表示"高于" G = "GREATER", 表示"大于"
B = "BELOW", 表示"低于" L = "LESS", 表示"小于"
C = "CARRY", 表示"进位"或"借位" O = "OVERFLOW", 表示"溢出"
S = "SIGN", 表示"负"
通用符号:
E = "EQUAL" 表示"等于", 等价于Z (ZERO)
N = "NOT" 表示"非", 即标志没有置位. 如JNZ "如果Z没有置位则跳转"
Z = "ZERO", 与E同.
如果仔细想一想,就会发现 JA = JNBE, JAE = JNB, JBE = JNA, JG = JNLE, JGE= JNL, JL= JNGE, ....
4. 端口
端口是直接和外部设备通讯的地方。外设接入系统后，系统就会把外设的数据接口映射到特定的端口地址空间，这样，从该端口读入数据就是从外设读入数据，而向外设写入数据就是向端口写入数据。当然这一切都必须遵循外设的工作方式。端口的地址空间与内存地址空间无关，系统总共提供对64K个8位端口的访问，编号0-65535. 相邻的8位端口可以组成成一个16位端口，相邻的16位端口可以组成一个32位端口。端口输入输出由指令IN,OUT,INS和OUTS实现，具体可参考汇编语言书籍。