X86汇编学习小结

本文起源：想看看C/C++中的Strict Aliasing，可是找到的资料几乎都用C/C++对应的汇编代码来解释一些概念。看不懂这些汇编，只好先简单整理一点汇编相关的资料了。

找几个编译器，找个最最简单的C程序，动手试试，于是...

生成汇编代码

比如，一个简单的函数：

// hello.c
void func(){}

如何得到相应的汇编代码呢？

gcc -S hello.c	hello.s
clang -S hello.c	hello.s
gcc -S -masm=intel hello.c	hello.s
cl /FAs /C hello.c	hello.asm

看些结果：

• gcc 4.5.2, Ubuntu11.04 X86 默认的汇编

.globl func
        .type   func, @function
func:
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        popl    %ebp
        ret

• clang 2.8, Ubuntu11.04 X86

    .globl  func
    .align  16, 0x90
    .type   func,@function
func:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    popl    %ebp
    ret
.Ltmp0:
    .size   func, .Ltmp0-func

• gcc 4.5.2, Ubuntu11.04 X86 Intel格式的汇编

.globl func
        .type   func, @function
func:
        push    ebp
        mov     ebp, esp
        pop     ebp
        ret

• cl 16 (即VC10), Windows Xp

_func   PROC
; 1    : void func(){}
        push    ebp
        mov     ebp, esp
        pop     ebp
        ret     0
_func   ENDP

• 顺便看一个Sun Studio 11: C 5.8 compiler，SPARC架构(服务器来自unix-center)

        .global func
        .type   func,#function
func:
        save    %sp,-96,%sp
        jmp     %i7+8
        restore
...

• 以及GCC 4.0.1，SPARC架构(服务器来自unix-center)

        .global func
func:   
        retl    ! Result = 
        nop
        .type   func,2
        .size   func,(.-func)
...

这些东西太复杂了，关注点只能限制到X86架构了。先看一下X86下常用的两种汇编有哪些不同。

X86汇编语言 差异

X86 下常用的汇编有 AT&T 与 Intel 两种(fix me?)，二者在语法上有一定的差异：

• 注：本节内容来自http://oss.org.cn，文字和格式进行了重新整理。

前缀/后缀

区别：

		Intel语法	AT&T语法
寄存器			加前缀 %
立即数			加前缀 $
	十六进制	加后缀h	数字前加 0x
	二进制	加后缀b

例子：

Intel语法	AT&T语法
mov eax,8	movl $8,%eax
mov ebx,0ffffh	movl $0xffff,%ebx
int 80h	int $0x80

操作数的方向

• 二者方向正好相反
• Intel语法，第一个是目的操作数，第二个是源操作数。

• AT&T中，第一个数是源操作数，第二个数是目的操作数。(更符合阅读习惯哈)

例子:

Intel语法(<==)	AT&T语法(==>)
mov eax,[ecx]	movl (%ecx),%eax

内存单元操作数

• 在Intel的语法中，基寄存器用“［］”括起来

• 而在AT&T中，用“（）”括起来。

Intel	AT&T
mov eax,[ebx+5]	movl 5(%ebx),%eax

间接寻址方式

• Intel的指令格式是segreg:[base+index*scale+disp]

• AT&T的格式是%segreg:disp(base,index,scale)

Intel语法	AT&T语法
指令 foo,segreg:[base+index*scale+disp]	指令 %segreg:disp(base,index,scale),foo
mov eax,[ebx+20h]	Movl 0x20(%ebx),%eax
add eax,[ebx+ecx*2h]	Addl (%ebx,%ecx,0x2),%eax
lea eax,[ebx+ecx]	Leal (%ebx,%ecx),%eax
sub eax,[ebx+ecx*4h-20h]	Subl -0x20(%ebx,%ecx,0x4),%eax

操作码的后缀

• 在AT&T的操作码后加后缀，“l”(long，32位)，“w”(word，16位)，“b”(byte，8位)

• 在Intel的语法中，在操作数的前加byte ptr、 word ptr 或 dword ptr

例子：

Intel语法	AT&T语法
Mov al,bl	movb %bl,%al
Mov ax,bx	movw %bx,%ax
Mov eax,ebx	movl %ebx,%eax
Mov eax, dword ptr [ebx]	movl (%ebx),%eax

找个例子看看

• hello.c

int func(int i)
{
    return 2 * i;
}

int main()
{
    int s = func(255);
    return 0;
}

• hello.s (gcc4.5.2, x86/ubuntu11.04)

func:
pushl   %ebp	将ebp内容压栈保存
movl    %esp, %ebp
movl    8(%ebp), %eax	注意到立即数255在main中压栈后，先后有IP和本函数内的ebp压栈，故，栈顶+8指向立即数255
addl    %eax, %eax	乘法操作变成了加法，eax存放返回值
popl    %ebp	ebp出栈
ret	函数返回，(IP出栈)
main:
pushl   %ebp	将ebp内容压栈保存，
movl    %esp, %ebp	将栈顶保存到ebp中
subl    $20, %esp	栈顶下移20字节，用来保存局部变量
movl    $255, (%esp)	将立即数255放入栈顶所指位置
call    func	调用函数func，(此时将下条指令地址IP压入栈中)
movl    %eax, -4(%ebp)	将func的返回值放入局部变量中(-4(%ebp)就是变量s的位置)
movl    $0, %eax	0送入eax，准备返回值
leave	leave等价于 movl %ebp,%esp 和 popl %ebp
ret

参考

• http://oss.org.cn/kernel-book/ch02/2.6.1.htm

• http://bbs.bccn.net/thread-106533-1-1.html