X86汇编速成

平时用的电脑都是X86的，但是现在大家都在搞RISC-V，计组也都开始以RISC-V作为示例，所以专门回头来补一下X86的汇编，方便平时使用。

寄存器register

X86_64中一共有16个64位的通用寄存器，分别为：

• RAX, RBX, RCX,RDX, RBP, RSI,RDI, RSP, R8–R15
  • RAX用来存储函数返回值，
  • RSP用来作为堆栈指针寄存器，RSP增大入站，减小出栈。
  • RBP，栈帧指针，标识当前栈帧的起始位置。
  • 其余的随便用

    Callee save表示当出现函数调用的时候，这些通用寄存器内的值由被调用者保存，即在进入被调用函数后由被调用函数存储到它的栈里面，并在返回前还原回去，与之对应的，Caller save则表示由调用者存储，在进入调用函数前就要自己提前push到自己的栈里面

    32位的X86中只有8个通用寄存器，没有R8-R15

    栈stack

    

    指令

    指令有两种形式，一种是AT&T的，一种是Intel的，我们用Intel风格的

    opcode arg1，agr2
    

    这是一段代码：

    int add(int a, int b){
        return a+b;
    }
    int main(){
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = add(a,b);
        return c-a-b;
    }
    

    下面是使用gcc编译得到的汇编代码

    .file   "test_asm.c"
            .text
            .globl  add
            .type   add, @function
    add:
    .LFB0:
            .cfi_startproc
            endbr64
            pushq   %rbp
            .cfi_def_cfa_offset 16
            .cfi_offset 6, -16
            movq    %rsp, %rbp
            .cfi_def_cfa_register 6
            movl    %edi, -4(%rbp)
            movl    %esi, -8(%rbp)
            movl    -4(%rbp), %edx
            movl    -8(%rbp), %eax
            addl    %edx, %eax
            popq    %rbp
            .cfi_def_cfa 7, 8
            ret
            .cfi_endproc
    .LFE0:
            .size   add, .-add
            .globl  main
            .type   main, @function
    main:
    .LFB1:
            .cfi_startproc
            endbr64
            pushq   %rbp
            .cfi_def_cfa_offset 16
            .cfi_offset 6, -16
            movq    %rsp, %rbp
            .cfi_def_cfa_register 6
            subq    $16, %rsp
            movl    $1, -12(%rbp)
            movl    $2, -8(%rbp)
            movl    -8(%rbp), %edx
            movl    -12(%rbp), %eax
            movl    %edx, %esi
            movl    %eax, %edi
            call    add
            movl    %eax, -4(%rbp)
            movl    -4(%rbp), %eax
            subl    -12(%rbp), %eax
            subl    -8(%rbp), %eax
            leave
            .cfi_def_cfa 7, 8
            ret
            .cfi_endproc
    .LFE1:
            .size   main, .-main
            .ident  "GCC: (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.2) 9.4.0"
            .section        .note.GNU-stack,"",@progbits
            .section        .note.gnu.property,"a"
            .align 8
            .long    1f - 0f
            .long    4f - 1f
            .long    5
    0:
            .string  "GNU"
    1:
            .align 8
            .long    0xc0000002
            .long    3f - 2f
    2:
            .long    0x3
    3:
            .align 8
    4:
    

    下面是在X86_64下使用objdump得到的反汇编指令代码

    test_asm.o:     file format elf64-x86-64
    Disassembly of section .text:
    0000000000000000 :
       0:   f3 0f 1e fa             endbr64               ; 引入指令序列断点，并启用64位模式
       4:   55                      push   %rbp           ; 保存调用者的栈帧指针到栈中，如上文提到的Callee save
       5:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp       ; 设置当前栈帧指针为栈顶指针
       8:   89 7d fc                mov    %edi,-0x4(%rbp) ; 将第一个参数存储到相对于栈帧指针偏移为-4的位置
       b:   89 75 f8                mov    %esi,-0x8(%rbp) ; 将第二个参数存储到相对于栈帧指针偏移为-8的位置
       e:   8b 55 fc                mov    -0x4(%rbp),%edx ; 将第一个参数加载到寄存器edx中
      11:   8b 45 f8                mov    -0x8(%rbp),%eax ; 将第二个参数加载到寄存器eax中
      14:   01 d0                   add    %edx,%eax       ; 执行加法操作，将edx和eax的值相加，结果存储在eax中
      16:   5d                      pop    %rbp            ; 恢复调用者的栈帧指针
      17:   c3                      retq                   ; 返回至调用者
    0000000000000018 :
      18:   f3 0f 1e fa             endbr64               ; 引入指令序列断点，并启用64位模式
      1c:   55                      push   %rbp           ; 保存调用者的栈帧指针到栈中
      1d:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp       ; 设置当前栈帧指针为栈顶指针
      20:   48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp     ; 为局部变量分配16字节的栈空间
      24:   c7 45 f4 01 00 00 00    movl   $0x1,-0xc(%rbp) ; 将值1存储到相对于栈帧指针偏移为-12的位置
      2b:   c7 45 f8 02 00 00 00    movl   $0x2,-0x8(%rbp) ; 将值2存储到相对于栈帧指针偏移为-8的位置
      32:   8b 55 f8                mov    -0x8(%rbp),%edx ; 将第二个参数加载到寄存器edx中
      35:   8b 45 f4                mov    -0xc(%rbp),%eax ; 将第一个参数加载到寄存器eax中
      38:   89 d6                   mov    %edx,%esi       ; 将edx的值复制给esi寄存器，用作add函数的第二个参数
      3a:   89 c7                   mov    %eax,%edi       ; 将eax的值复制给edi寄存器，用作add函数的第一个参数
      3c:   e8 00 00 00 00          callq  41   ; 调用add函数
      41:   89 45 fc                mov    %eax,-0x4(%rbp) ; 将add函数返回值存储到相对于栈帧指针偏移为-4的位置
      44:   8b 45 fc                mov    -0x4(%rbp),%eax ; 将add函数返回值加载到寄存器eax中
      47:   2b 45 f4                sub    -0xc(%rbp),%eax ; 执行减法操作，将eax的值减去第一个参数的值
      4a:   2b 45 f8                sub    -0x8(%rbp),%eax ; 执行减法操作，将eax的值减去第二个参数的值
      4d:   c9                      leaveq                 ; 恢复栈帧并将栈顶指针设置为栈帧指针
      4e:   c3                      retq                   ; 返回至调用者
    

    也确实是像大家说的，X86的手册太太太长了，X86为了向32位兼容，搞出来的很多机制令人头大