AT&T汇编语言格式

### AT&T汇编语言格式详解 #### 一、概述 AT&T汇编语言格式是一种用于编写与硬件交互紧密相关的程序的编程语言格式。通常，在操作系统(OS)开发过程中，虽然大部分功能可以通过C/C++等高级语言实现，但在某些特定场景下（如启动阶段或性能关键路径），使用汇编语言可以更好地控制底层硬件，从而优化性能和减小程序体积。如果选择GCC（GNU Compiler Collection）作为编译器和GAS (GNU Assembler) 作为汇编器，则需要熟悉AT&T汇编语言格式。 #### 二、AT&T汇编语言基础 AT&T汇编语言格式与Intel格式有所不同，尤其是在寄存器命名和操作数顺序方面。下面详细介绍AT&T汇编语言的一些核心概念和用法。 #### 三、寄存器引用 在AT&T汇编语言中，寄存器的引用需要在其名称前加上百分号 `%`。例如： ``` movl %eax, %ebx ``` 这里的 `movl` 指令用于将32位寄存器 `%eax` 的值复制到寄存器 `%ebx` 中。 80386架构下的寄存器包括： - **32位通用寄存器**：`%eax`, `%ebx`, `%ecx`, `%edx`, `%edi`, `%esi`, `%ebp`, `%esp` - **16位通用寄存器**：`%ax`, `%bx`, `%cx`, `%dx`, `%di`, `%si`, `%bp`, `%sp`（分别为上述32位寄存器的低16位） - **8位通用寄存器**：`%ah`, `%al`, `%bh`, `%bl`, `%ch`, `%cl`, `%dh`, `%dl`（分别为 `%ax`, `%bx`, `%cx`, `%dx` 的高8位和低8位） - **段寄存器**：`%cs`, `%ds`, `%ss`, `%es`, `%fs`, `%gs` - **控制寄存器**：`%cr0`, `%cr2`, `%cr3` - **调试寄存器**：`%db0`, `%db1`, `%db2`, `%db3`, `%db6`, `%db7` - **测试寄存器**：`%tr6`, `%tr7` - **浮点寄存器栈**：`%st(0)`, `%st(1)`, `%st(2)`, `%st(3)`, `%st(4)`, `%st(5)`, `%st(6)`, `%st(7)` #### 四、操作数顺序 在AT&T汇编语言中，操作数的顺序是从左至右，即从源到目的。例如： ``` movl %eax, %ebx ``` 这里 `%eax` 是源操作数，`%ebx` 是目的操作数。 #### 五、立即数 立即数是在汇编指令中直接使用的数值。在AT&T汇编语言中，立即数需要在其前面加上 `$` 符号。例如： ``` movl $0x04, %ebx ``` 或者定义一个变量并使用其值作为立即数： ``` para = 0x04 movl $para, %ebx ``` 以上指令会将立即数 `0x04` 装入寄存器 `%ebx` 中。 #### 六、符号常数 符号常数可以直接引用，例如： ``` value: .long 0x12a3f2de movl value, %ebx ``` 这会将常数 `0x12a3f2de` 装入寄存器 `%ebx`。若要引用符号地址，则需在符号前加 `$` 符号： ``` movl $value, %ebx ``` 这条指令则会将符号 `value` 的地址装入寄存器 `%ebx`。 #### 七、操作数长度 操作数的长度通过附加在指令后的字母表示：`b` 表示 byte (8位), `w` 表示 word (16位), `l` 表示 long (32位)。例如： ``` movb %al, %bl movw %ax, %bx movl %eax, %ebx ``` 如果不明确指定操作数长度，编译器将根据目标操作数的长度自动推断，例如： ``` mov %ax, %bx ``` 由于目标操作数 `%bx` 长度为 `word`，编译器会将其解释为 `movw %ax, %bx`。同样地， ``` mov $4, %ebx ``` 会被解释为 `movl $4, %ebx`。 #### 八、符号扩展和零扩展指令 AT&T汇编语言中的符号扩展指令和零扩展指令用于在不同长度的操作数之间进行转换时保持符号信息或填充零。这些指令的基本形式为 `movs` 和 `movz`，分别对应 Intel 汇编语法中的 `movsx` 和 `movzx`。例如： ``` movsbl %al, %edx ``` 这条指令将 `%al` 寄存器的内容符号扩展后放入 `%edx` 寄存器。在 AT&T 汇编语法中，`movsbl` 表示从 byte 扩展到 long。 其他符号扩展指令还包括： - `cbw`: 将 `%al` 中的 byte 符号扩展到 `%ax` 中的 word - `cwde`: 将 `%ax` 中的 word 符号扩展到 `%eax` 中的 long - `cwd`: 将 `%ax` 中的 word 符号扩展到 long，并保存在 `%edx:%eax` 中 #### 结语 掌握AT&T汇编语言格式对于理解和编写高效的操作系统内核或其他底层软件至关重要。虽然汇编语言的学习曲线可能较陡峭，但对于希望深入理解计算机体系结构和底层编程细节的人来说，这是不可或缺的一部分。