Linux AT&T 汇编
开始之前
大名鼎鼎的Hello World
1 | .data |
通用寄存器
汇编就是在几个寄存器间倒来倒去
寄存器有两种概念，逻辑上的和物理上的，分别是：
- 架构相关寄存器（architectural register）
- 物理寄存器（physical register）
前者是指令集（ISA）提供给编译器可见的，相当于API接口规范，一共16个通用寄存器；后者是硬件上实际设计的，软件领域不直接接触。最新的CPU可能有上百个实际的物理寄存器。对软件开发人员来说，我们只需要关注逻辑上的通用寄存器。
这16个逻辑上的通用寄存器如下所示：
| 寄存器 | 约束 | 惯例 |
|---|---|---|
| rax | 否 | 系统调用时，调用号 |
| 函数返回值 | ||
| 除法运算中，存放除数、以及运算结果的商 | ||
| 乘法运算中，存放被乘数、以及运算结果 | ||
| rbx | 被调用者保存 | 在32位模式下，用来存放GOT的地址 |
| rcx | 否 | 函数调用时，第4个参数 |
| 有时用作counter | ||
| rdx | 否 | 函数调用时，第3个参数 |
| 除法运算中，存放运算结果的余数 | ||
| 乘法运算中，存放运算结果溢出的部分 | ||
| rbp | 被调用者保存 | frame pointer，存放当前函数调用时栈的基地址 |
| rsp | 被调用者保存 | 时刻指向栈顶 |
| rdi | 否 | 函数调用时，第1个参数 |
| rep movsb中的目的寄存器 | ||
| rsi | 否 | 函数调用时，第2个参数 |
| rep movsb中的源寄存器 | ||
| r8 | 否 | 函数调用时，第5个参数 |
| r9 | 否 | 函数调用时，第6个参数 |
| r10 | 否 | |
| r11 | 否 | |
| r12 | 被调用者保存 | |
| r13 | 被调用者保存 | |
| r14 | 被调用者保存 | |
| r15 | 被调用者保存 |
指令
1. 前缀、操作数的方向、操作码的后缀
关于前缀，AT&T 汇编中：
寄存器：“%”
立即数：“$”
十六进制数：“0x”
在AT&T 语境中说到386的通用寄存器时，会这样描述：8个32-bit寄存器 %eax，%ebx，%ecx，%edx，%edi，%esi，%ebp，%esp。比如：在stage1.s中，有这么一个定义：
#define ABS(x) （x-_start+0x7c00）
那么你就会知到0x7c00是个十六进制数（_start函数的入口地址就位于内存的0x7c00处）。而在设置int 0x13的0x42功能号时，它是这么说的：
movb $0x42,%ah
这句告诉了我们一些不同之处：
首先，操作码的后缀l表示的是操作码的大小：
l是长整数32位，
movw是16位，
movb是8位；
其次，立即数是用$前缀来表示的，就像$0x42；
再次，寄存器的名字是有%前缀的，像例子中的%ah；
最后，操作数的方向有点不一样，比如把立即数$0x42放 到寄存器%ah中，用的是movb $0x42,%ah，也即源操作数在前，目的操作数在后，这一点和intel汇编语法正好相反。
对于内存单元操作数来说，在AT&T 中是把寄存器用（）括起来，而非[]。比如：
movl %ebx,8（%si）
将ebx寄存器里的值放到内存地址是8（%si）的内存单元上。正好，这里同时遇到了另一个问题，就是在AT&T 汇编中，间接寻址方式是有别于intel汇编的。上例中的8（%si）就相当于intel汇编中的[si+8]。
2，运算指令
一些常见的命令：
add %r10,%r11 # r10 + r11，结果放到r11
add $5,%r10 # 5 + r10，结果放到r10
div %r10 # rax 除以r10，商放到rax，余数放到rdx
inc %r10 # r10 加1
mul %r10 # 将rax乘以 r10, 将结果放到rax中，溢出部分放到rdx
3，拷贝指令
这些拷贝有从寄存器到寄存器、从寄存器到内存
mov %r10,%r11 #将r10寄存器的值赋值给r11 ；
mov $99,%r10 #将立即数99赋值给r10寄存器；
mov %r10,(%r11) # 将r10的值拷贝到r11寄存器中的数值指向的内存地址上；
mov (%r10),%r11 # 将r10中数值指向的内存地址上的内容拷贝到r11；push %r10 # 将r10的值放到栈上 ；
pop %r10 # 将栈顶的值pop到r10寄存器上。
4，流程控制指令
label（标号）程序控制语句
cmpb $GRUB_INVALID_DRIVE,%al
je 1f
movb %al,%dl
1:
pushw %dx
上面就用到了标号，je 1f，前面的两个数进行比较，如果相等就跳转到1的位置。
注意，1后面的f表示的是forward，即从je指令后继续往前走来寻找1这个标号。所以，如果程序中有好几个叫做1的标号，就要看是1f还是1b了，b代表backward，方向和f相反。CivilNet BBS里有这么一个例子可以更好的帮助我们理解：
1: cmp $0, (%si)
je 1f # 跳转到后面的1标示的地方，也就是第6行
movsb
stosb
jmp 1b # 跳转到前面1表示的地方 ，也就是第1行
1: jmp 1b # 跳转到前面1表示的地方，第6行，其实就是个死循环
cmp %r10,%r11 # 比较r10 和 r11，根据比较结果来设置CPU的状态寄存器，从而影响后面的jump语句；
cmp $99,%r11 # 比较99和r11，根据比较结果来设置CPU的状态寄存器，从而影响后面的jump语句；
jmp label #跳转到label je label #如果相等，跳转到label jne label # 如果不相等，跳转到label
jl label # 如果小于，跳转到label
jg label # 如果大于，跳转到label
call label # 调用函数
ret # 从函数调用返回
syscall #系统调用 (32位模式下, 使用"int $0x80" 软中断)
AT&T 汇编指示符 Assembler Directive
所有的汇编指示符都由句号（’.’）开头。命令名的其余是字母,通常使用小写
1，.byte 表达式（expression_rs）
.byte可不带参数或者带多个表达式参数，表达式之间由逗点分隔。每个表达式参数都被汇编成下一个字节。在stage1.s中，有这么一段代码：
after_BPB:
CLI
.byte 0x80,0xca
那么编译器在编译时，就会在cli指令的下面接着放上0x80和0xca，因为每个表达式要占用1个字节，所以此处一共占用2个字节。
2，.word 表达式
这个表达式表示任意一节中的一个或多个表达式（同样用逗号分开），表达式占一个字（两个字节）。类似的还有.long。例：
.word 0x800
3，.file 字符（string）
.file 通告编译器我们准备开启一个新的逻辑文件。 string 是新文件名。
.file ”stage1.s”
4，.text 小节（subsection）
通知as编译器把后续语句汇编到编号为subsection的正文子段的末尾，subsection是一个纯粹的表达式。如果省略了参数subsection，则使用编号为0的子段。例：
.text
5，.code16
告诉编译器生成16位的指令
6，.globl
.globl使得连接程序（ld）能够看到symbol，如果gemfield在局部程序中定义了symbol，那么与这个局部程序链接的局部程序也能存取symbol，例：
.globl SYMBOL_NAME(idt)
定义idt为全局符号。
7，.fill repeat , size , value
生成size个字节的repeat个副本。
repeat, size 和value都必须是纯粹的表达式。
repeat 可以是0或更大的值。
size 可以是0或更大的值, 但即使size大于8,也被视作8，以兼容其它的汇编器。
例如，在linux初始化的过程中，对全局描述符表GDT进行设置的最后一句为：
.fill NR_CPUS*4,8,0
编译和链接
linux下有两种方式，一种是使用汇编程序GAS和链接程序ld：
as filename.s –o filename.o
ld filename.o –o filename
最终将源代码转换为目标文件.o再连接为可执行文件filename。另一种就是更上层的gcc（内部使用了as）：
gcc –o filename filename.S
