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Linux-asm.zip （1个子文件）

Linux asm.pdf 288KB

Linux

中的汇编语言

在阅读

Linux

源代码时，你可能碰到一些汇编语言片段，有些汇编语言出现在以

为扩展名的汇编文件中，在这种文件中，整个程序全部由汇编语言组成。有些汇编命令出

现在以

为扩展名的

文件中，在这种文件中，既有

语言，也有汇编语言，我们把出

现在

代码中的汇编语言叫所“嵌入式”汇编。不管这些汇编代码出现在哪里，它在一定

程度上都成为阅读源代码的拦路虎。

尽管

语言已经成为编写操作系统的主要语言，但是，在操作系统与硬件打交道的过

程中，在需要频繁调用的函数中以及某些特殊的场合中，

语言显得力不从心，这时，

繁琐但又高效的汇编语言必须粉墨登场。因此，在了解一些硬件的基础上，必须对相关的

汇编语言知识也所有了解。

读者可能有过在

DOS

操作系统下编写汇编程序的经历

也具备一定的汇编知识。但是，

在

Linux

的源代码中，你可能看到了与

Intel

的汇编语言格式不一样的形式，这就是

AT&T

的

386

汇编语言。

一、

AT&T

与

Intel

汇编语言的比较

我们知道，

Linux

是

Unix

家族的一员，尽管

Linux

的历史不长，但与其相关的很多事

情都发源于

Unix

。就

Linux

所使用的

386

汇编语言而言，它也是起源于

Unix

。

Unix

最初是

为

PDP

－

开发的，曾先后被移植到

VAX

及

68000

系列的处理器上，这些处理器上的汇编

语言都采用的是

AT&T

的指令格式。当

Unix

被移植到

i386

时，自然也就采用了

AT&T

的汇

编语言格式，而不是

Intel

的格式。尽管这两种汇编语言在语法上有一定的差异，但所基

于的硬件知识是相同的，因此，如果你非常熟悉

Intel

的语法格式，那么你也可以很容

易地把它“移植“到

AT&T

来。下面我们通过对照

Intel

与

AT&T

的语法格式，以便于你把

过去的知识能很快地“移植”过来。

．前缀

在

Intel

的语法中，寄存器和和立即数都没有前缀。但是在

AT&T

中，寄存器前冠以

“％”，而立即数前冠以“

$”

。在

Intel

的语法中，十六进制和二进制立即数后缀分别

冠以“

h”

和“

b”

，而在

AT&T

中，十六进制立即数前冠以“

0x”

，表

2.2

给出几个相应

的例子。

表

2.2 Intel

与

AT&T

前缀的区别

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

Intel

与

AT&T

操作数的方向正好相反。在

Intel

语法中，第一个操作数是目的操作数，

第二个操作数源操作数。而在

AT&T

中，第一个数是源操作数，第二个数是目的操作数。由

此可以看出，

AT&T

的语法符合人们通常的阅读习惯。

例如：在

Intel

中，

mov eax,[ecx]

在

AT&T

中，

movl (%ecx),%eax

．内存单元操作数

从上面的例子可以看出，内存操作数也有所不同。在

Intel

的语法中，基寄存器用“

［］”括起来，而在

AT&T

中，用“（）”括起来。

例如：在

Intel

中，

mov eax,[ebx+5]

在

AT&T

，

movl 5(%ebx),%eax

．间接寻址方式

与

Intel

的语法比较，

AT&T

间接寻址方式可能更晦涩难懂一些。

Intel

的指令格式是

segreg:[base+index*scale+disp]

，而

AT&T

的格式是

%segreg:disp(base,index,scale)

。其中

index/scale/disp/segreg

全部是可选的，完全可以简化掉。如果没有指定

scale

而指定了

index

，则

scale

的缺省值为

。

segreg

段寄存器依赖于指令以及应用程序是运行在实模式

还是保护模式下，在实模式下，它依赖于指令，而在保护模式下，

segreg

是多余的。在

AT&T

中，当立即数用在

scale/disp

中时，不应当在其前冠以“

$”

前缀，表

2.3

给出其语

法及几个相应的例子。

表

2.3

内存操作数的语法及举例

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] Movl0x20(%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

从表中可以看出，

AT&T

的语法比较晦涩难懂，因为

[base+index*scale+disp]

一眼就可

以看出其含义，而

disp(base,index,scale)

则不可能做到这点。

这种寻址方式常常用在访问数据结构数组中某个特定元素内的一个字段，其中，

base

为数组的起始地址，

scale

为每个数组元素的大小，

index

为下标。如果数组元素还

是一个结构，则

disp

为具体字段在结构中的位移。

．操作码的后缀

在上面的例子中你可能已注意到，在

AT&T

的操作码后面有一个后缀，其含义就是

指出操作码的大小。“

l”

表示长整数（

位），“

w”

表示字（

位），“

b”

表示字节

（

位）。而在

Intel

的语法中，则要在内存单元操作数的前面加上

byte ptr

、

word ptr,

和

dword ptr

，“

dword”

对应“

long”

。表

2.4

给出几个相应的例子。

表

2.4

操作码的后缀举例

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

二、

AT&T

汇编语言的相关知识

在

Linux

源代码中，以

为扩展名的文件是“纯”汇编语言的文件。这里，我们结合

具体的例子再介绍一些

AT&T

汇编语言的相关知识。

．

GNU

汇编程序

GAS

（

GNU Assembly

和连接程序

当你编写了一个程序后，就需要对其进行汇编（

assembly

）和连接。在

Linux

下有两

种方式，一种是使用汇编程序

GAS

和连接程序

，一种是使用

gcc

。我们先来看一下

GAS

和

ld:

GAS

把汇编语言源文件（

）转换为目标文件（

），其基本语法如下：

as filename.s -o filename.o

一旦创建了一个目标文件，就需要把它连接并执行，连接一个目标文件的基本语法

为：

ld filename.o -o filename

这里

filename.o

是目标文件名，而

filename

是输出

(

可执行

)

文件。

GAS

使用的是

AT&T

的语法而不是

Intel

的语法，这就再次说明了

AT&T

语法是

Unix

世界的标准，你必须熟悉它。

如果要使用

GNC

的

编译器

gcc

，就可以一步完成汇编和连接，例如：

gcc -o example example.S

这里，

example.S

是你的汇编程序，输出文件（可执行文件）名为

example

。其中，扩

展名必须为大写的

，这是因为，大写的

可以使

gcc

自动识别汇编程序中的

预处理命

令，像

#include

、

#define

、

#ifdef

、

#endif

等，也就是说，使用

gcc

进行编译，你可以在

汇编程序中使用

的预处理命令。

2. AT&T

中的节（

Section

）

在

AT&T

的语法中，一个节由

.section

关键词来标识，当你编写汇编语言程序时，

至少需要有以下三种节：

.section .data

：这种节包含程序已初始化的数据，也就是说，包含具有初值的那些变

量，例如：

hello : .string "Hello world!\n"

hello_len : .long 13

.section .bss

：这个节包含程序还未初始化的数据，也就是说，包含没有初值的那些变

量。当操作

系统装入这个程序时将把这些变量都置为

，例如：

name : .fill 30 #

用来请求用户输入名字

name_len : .long 0 #

名字的长度

(

尚未定义

)

当这个程序被装入时，

name

和

name_len

都被置为

。如果你在

.bss

节不小心给一个

变量赋了初值，这个值也会丢失，并且变量的值仍为

。

使用

.bss

比使用

.data

的优势在于，

.bss

节不占用磁盘的空间。在磁盘上，一个长整数

就足以存放

.bss

节。当程序被装入到内存时，操作系统也只分配给这个节

个字节的内存

大小。

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