一、汇编通用
1. 语法
二、nask汇编
汇编指令来源于《30天自制操作系统》一书中，编译环境为nask，似乎是作者自己写的编译，并不清楚和一般的汇编的区别
1. 指令介绍
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| DB ; 添加1个字节长度数据
DW ; 添加2个字节长度数据
DD ; 添加4个字节长度数据
RESB ; 用0x00填充x字节
$ ; 变量，可指当前位置的字节数
ORG ; 指定运行时机器语言指令装载内存地址，有这条指令后，$代表内存地址
JMP ; 相当于C语言goto
MOV ; 赋值，"MOV AV, 0"代表"AV = 0"，拷贝赋值而非移动，位数必须相同，不然编译出错
[] ; 代表内存地址
CMP ; 比较指令
JE ; "Jump if equal"，比较跳转指令，相等跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JA ; "Jump if above"，大于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JB ; "Jump if below"，小于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JAE ; "Jump if above or equal"，大于等于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JBE ; "Jump if below or equal"，小于等于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JC ; "Jump if carry"，捕获"进位标志"，如果为1则跳转
JNC ; "Jump if not carry"，捕获"进位标志"，如果为0则跳转
EQU ; 定义常数，相当于define
HLT ; CPU停止动作，外部事件唤醒，可能时键盘、鼠标等外部事件
PUSH ; 将寄存器内容入栈，PUSH EBP
POP ; 将栈顶内容设置到寄存器内，POP EBP
CLI ; 禁止CPU中断
STI ; 使能CPU中断
IN ; 从外设读取数据
OUT ; 将数据写入外设
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示例
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| DB 0xeb, 0x4e, 0x90
DB 2 ; FAT的个数（必须为2）
DB "HELLOIPL" ; 启动区的名称可以是任意的字符串
DW 512 ;
DD 2880 ; 重写一次磁盘大小
DD 0xffffffff ; （可能是）卷标号码
RESB 18 ; 先空出18字节
RESB 0x1fe-$ ; 填写0x00，直到0x001fe
ORG 0x7c00 ; 指明程序的装载地址
JMP entry
entry:
MOV AV, 0 ; 初始化寄存器
MOV SS, AX
MOV AL, [SI] ; AL赋值为SI值的地址的值，SI储存为678，则AL赋值为内存中678号地址指向的值
MOV BYTE [678], 123 ; 将123按照Byte（8位）储存在内存的678地址中
; MOV使用寄存器赋值只有BX、BP、SI、DI，其他寄存器赋值可以使用下面指令进行
MOV BX, DX
MOV AL, BYTE [BX]
CMP AL, 0
JE entry
CMP AL, 0
JA entry
CMP AL, 0
JB entry
CMP AL, 0
JAE entry
CMP AL, 0
JBE entry
JC error ; FLAGS.CF进位标志为1则跳转
JNC fin ; FLAGS.CF进位标志为0则跳转
CYLS EQU 10 ; 定义CYLS为10
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1.1. MOV 指令详解
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| MOV AL, 0 ; AL寄存器值设置成0
MOV EDX, [ESP+4] ; 将ESP内部存的地址偏移4，作为地址找到值赋值给EDX
MOV [ECX], AL ; 将AL内部的值，赋值给ECX值作为地址的地方
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2. 实现C语言中的 void write_mem8(char *addr, char data)
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| void write_mem8(char *addr, char data) {
*addr = data;
}
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| _write_mem8: ; void write_mem8(char *addr, char data);
MOV ECX, [ESP+4] ; [ESP+4]中存放的是addr，读到ECX中
MOV AL, [ESP+8] ; [ESP+8]存放的是data，读到AL中
MOV [ECX], AL
RET
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| GLOBAL _write_mem8
_write_mem8:
PUSH EBP
MOV EBP, ESP
MOV EAX, DWORD [8+EBP]
MOV EDX, DWORD [12+EBP]
MOV BYTE [EAX],DL
POP EBP
RET
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差异解释
- ESP、EBP见寄存器解释
PUSH EBP将EBP入栈，保存系统栈状态，但是由于PUSH，导致ESP向上移动了4位- 对第一种汇编，ESP指向栈顶，
ESP+4是第一个参数位置 - 对第二种汇编，EBP等于了ESP，但是ESP向上移动了4位，所以
EBP+8是第一个参数的位置
3. 寄存器解释
- ESP: 栈指针寄存器(extended stack pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶。
- EBP: 基址指针寄存器(extended base pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部。
- EAX: 32位的寄存器，累加器(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。
- EBX: 32位的寄存器，基地址(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。
- ECX: 32位的寄存器，计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。
- EDX: 32位的寄存器，总是被用来放整数除法产生的余数。
- AX: 16位寄存器，同样也是EAX的低16位，同样有BX, CX, DX
- AH: 8位寄存器，同样是AX的高8位，同样有BH, CH, DH
- AL: 8位寄存器，同样是AX的低8位，同样有BL, CL, DL
三、bios内置汇编指令
1. 调用显卡（INT 0x10）
1.1. 显示字符
- INT为软件中断指令，用于调用BIOS内置函数
- BIOS（Basic input output system）为厂家开发的提供给操作系统开发人员使用的程序，其中含有许多基本程序，使用INT调用
- 0x10函数使用INT调用为显示一个字符函数
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| ; 显示一个字符，无返回值
MOV AH, 0x0e
MOV AL, 'a' ; 显示字符'a'
MOV BH, 0
MOV BX, 15 ; 指定字符颜色
INT 0x10 ; 调用显卡BIOS
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1.2. 设置显卡显示模式
- AH=0x00
- AL=模式
- 0x03: 16色字符模式，80x25
- 0x12: VGA图形模式，640x480x4位彩色模式，独特的4面储存模式
- 0x13: VGA图形模式，320x200x8位彩色模式，调色板模式
- 0x6a: 扩展VGA图形模式，800x600x4位彩色模式，独特的4面储存模式（部分显卡不支持）
- 返回值: 无
2. 磁盘读写，扇区校验，寻道函数（INT 0x13)
- AH = 0x02（读盘） / 0x04（写盘） / 0x0c（寻道）
- AL = 处理几个扇区（只能处理连续的扇区）
- CH = 柱面号（0-1位）
- CL = 扇区号（0-5位）|（柱面号&0x300）>> 2
- DH = 磁头号
- DL = 驱动器号
- ES:BX = 缓冲地址（校验和寻道不使用）
- 返回值
- FLAGS.CF == 0，没有错误，AH == 0
- FLAGS.CF == 1，有错误，错误号码存于AH（与重置
reset功能一样）
2.1. 复位磁盘
- AH = 0x00
- DL = 0x00
- INT 0x13
四、gcc汇编（AT&T汇编）
1. 生成汇编代码
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| # -S 生成.s结尾的汇编代码文件
# -fverbose-asm 将变量名称作为注释
gcc -S -fverbose-asm xxx.c
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2. 语法
2.1. 汇编符号定义
汇编中使用.作为指令的前缀，编译器不会将其翻译成及其指令
| 指令 | 含义 |
|---|
| jnz | jump not zero，上一步结果不为0则跳转，可以配合sub、testb等使用 |
| jne | jump not equals，配合testb使用 |
| je | jump when equal，配合testb使用 |
| jge | jump when greter or equal，配合cmp使用 |
1) .section
将代码分成多个段，使用.section进行划分。程序被操作系统加在执行时，每个段被加载到不同的地址。对不同的地址有不同的读、写、执行权限。
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| .section .data
# 此段用于保存程序的数据，可读可写，相当于全局变量
.section .text
# 此段用于保存代码，只读可执行
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2) .global
汇编程序被编译器处理后，所有符号都变成对应的地址。.global是告诉编译器，这个符号要被链接器识别，是一个全局符号。
_start符号代表汇编程序的入口函数，类似与c程序中的main。整个程序中需要有一个被.global声明的_start符号，会作为整个程序的入口地址
2.2. 变量和寄存器
| 表示 | 示例 | 说明 |
|---|
| 寄存器 | %al | movb $0x13,%al
movb %al,%ah | 寄存器需要使用%标记，放左边为内部的值，放右边为要写入此寄存器 |
| 内存操作数 | (%eax) | movb (%esi),%eax | 取地址中的值使用括号 |
| 立即数 | 0x200b96 | movb $0x13,0x200b96 | 什么都不加，代表一个内存地址 |
| 常量 | $0x001234 | movb $0x13,%al | 值常量需要使用$开头 |
2.3. 定义常量宏
2.4. movx 赋值函数
movx的操作是将左边赋值给右边
- movb: 赋值1字节
- movw: 按照2字节赋值
- movl: 按照4字节赋值
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| movb 0x13,AL # 将0x13赋值给寄存器AL
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2.5. inx/outx 输出数值到端口
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| # 将0xd1输出到0x64端口
movb $0xd1,%al
outb %al,0x64
# 查看0x64端口是否是0x02
inb $0x64,%al
testb $0x2,%al
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2.6. addx 加法
2.7. ljmp 段间跳转
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| # 跳转到1号段的首地址执行
ljmp $(1*8),0x0000
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3. C语言嵌入汇编
3.1. 几个示例
1) io_load_eflags
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| static inline uint32_t io_load_eflags(void) {
uint32_t eflags;
asm volatile("pushfl; popl %0" : "=r" (eflags));
return eflags;
}
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| 280023: 9c pushf
280024: 5b pop %ebx
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2) io_store_eflags
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| static inline void io_store_eflags(uint32_t eflags) {
asm volatile("pushl %0; popfl" : : "r" (eflags));
}
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| 280057: 53 push %ebx
280058: 9d popf
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3) 单句指令
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| static inline void io_cli(void) {
asm volatile("cli");
}
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五、nasm汇编
nasm是x86的最常用的汇编
1. 指令介绍
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| DB ; 添加1个字节长度数据
DW ; 添加2个字节长度数据
DD ; 添加4个字节长度数据
RESB ; 用0x00填充x字节
$ ; 变量，可指当前行的位置
$$ ; 指当前节开始处被汇编后的位置
ORG ; 指定运行时机器语言指令装载内存地址，有这条指令后，$代表内存地址
JMP ; 相当于C语言goto
MOV ; 赋值，"MOV AV, 0"代表"AV = 0"，拷贝赋值而非移动，位数必须相同，不然编译出错
[] ; 代表内存地址
CMP ; 比较指令
JE ; "Jump if equal"，比较跳转指令，相等跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JA ; "Jump if above"，大于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JB ; "Jump if below"，小于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JAE ; "Jump if above or equal"，大于等于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JBE ; "Jump if below or equal"，小于等于跳转，否则继续执行，和CMP配合使用
JC ; "Jump if carry"，捕获"进位标志"，如果为1则跳转
JNC ; "Jump if not carry"，捕获"进位标志"，如果为0则跳转
EQU ; 定义常数，相当于define
HLT ; CPU停止动作，外部事件唤醒，可能时键盘、鼠标等外部事件
PUSH ; 将寄存器内容入栈，PUSH EBP
POP ; 将栈顶内容设置到寄存器内，POP EBP
CLI ; 禁止CPU中断
STI ; 使能CPU中断
IN ; 从外设读取数据
OUT ; 将数据写入外设
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