汇编基础
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汇编基础

高级语言接口

大多数程序员不会用汇编语言写大的程序，因为这相当的花费时间。反之，高级语言会隐藏一些细节，开发效率更高。汇编语言广泛用于配置硬件驱动器，以优化程序速度和代码量

通用规范

  • 调用规范（call convention）是指调用过程的底层细节。下面列出需要考虑的细节信息：

    • 调用过程需要保存哪些寄存器
    • 传递参数的方法：用寄存器，用堆栈，共享内存或其他方法
    • 主调程序调用过程时参数传递的顺序
    • 参数传值还是传引用
    • 过程调用后，如何恢复堆栈指针
    • 函数如何向主调程序返回结果

  • 命名规范与外部标识符
    当从其他语言程序中调用汇编过程时，外部标识符必须与命名规范兼容。外部标识符（external identifier）是放在模块目标文件中的名称，链接器使得这些名称能被其他程序模块使用。

  • 段名称
    汇编语言过程与高级语言程序连接时，段名称必须是兼容的。本章使用的简化段指令都与Microsoft C++编译器生成的段名称兼容

  • 内存模式
    主调程序与被调程过程使用的内存模式必须相同

Q：实地址模式下可以选择那些内存模式？
K：.model伪指令确定若干重要的程序特性：内存模式类型，过程命名模式，参数传递规则
A：有微模式，小模式，中模式，大模式，紧凑模式，巨模式，平坦模式，值得一提的是：平坦模式也是保护模式，代码与数据使用32位偏移量。所有的数据和代码（包括系统资源）都在一个32位段内。

Q：使用STDCALL语言说明符的汇编语言过程可以与C++程序链接
A：F，STDCALL用于Windows的系统函数调用，C语言说明符才是可以与C/C++链接的过程
K：需要注意，C说明符将从堆栈中移除参数的任务交给了主调方，C语言说明符在外部过程名的前面添加前导下滑线，如_AddTwo

内嵌汇编代码

Q：内嵌汇编代码与内嵌C++过程有什么不同之处？
A：内嵌汇编代码是指的直接插入高级语言程序的汇编源代码，而C++内嵌限定符则要求C++汇编器直接把函数体插入程序的编译代码，以便清除函数调用和返回时所耗费的时间。

Q：与使用外部汇编过程相比，内嵌汇编代码有什么优势？
A：简单，因为不需要考虑外部链接，命名以及参数传递协议

Q：请至少给出两种在内嵌汇编代码中添加注释的方法
A：建议不要使用汇编风格的注释，选择使用

/ xxxx /
/* xxxxx */

Q:内嵌语言是否可以引用__asm模块外的代码
A:可以
K：
编写内嵌汇编代码时允许：

  • 使用x86指令集的大多数指令
  • 使用寄存器名作为操作数
  • 通过名字引用函数参数
  • 引用asm块外定义的代码标号和变量。（这点很重要，因为局部变量必须在asm块的外面）
  • 在语句中使用PTR，EVEN（使下一个变量或指令开始于偶数字节地址），ALIGN（双字对齐）
    不允许：
  • 使用数据定义伪指令，如DB（BYTE）和DW（WORD）
  • 使用汇编运算符（PTR除外）
  • 使用STRUCT，RECORD，WIDTH，MASK
  • 使用宏伪指令，以及宏运算符（<>,!,&,%）

虽然不能使用OFFSET运算符，但可以用lea指令获取变量的偏移值
lea esi, buffer

实例：

使用汇编加密

encode.cpp
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#include <iostream>
#include <fstream>
#include "translat.h"
using namespace std;

int main(int argcount, char *args[])
{
	if (argcount < 3) {
		cout << "Usage:encode infile outfile" << endl;
		return -1;
	}
	const int BUFSIZE = 2000;
	char buffer[BUFSIZE];
	unsigned int count;   //字符计数

	unsigned char encryptCode;
	cout << "Encryption code[0-255]?";
	cin >> encryptCode;

	ifstream infile(args[1], ios::binary);
	ofstream outfile(args[2], ios::binary);
	cout << "Reading " << args[1] << " and creating "
		 << args[2] << endl;

	while (!infile.eof()){
		infile.read(buffer, BUFSIZE);
		count = infile.gcount();
		TranslateBuffer(buffer, count, encryptCode);
		outfile.write(buffer, count);
	}
	return 0;
}

嵌入的汇编语言写在头文件里,加密方法就是让字符每一位与输入的数字异或

translat.h
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void TranslateBuffer(char *buf, 
					 unsigned count,
					 unsigned char eChar) {
	__asm {
		mov esi, buf
		mov ecx, count
		mov al, eChar
	L1:
		xor [esi], al
		inc esi
		loop L1
	}  // asm
}

我们在命令行里运行

encode infile.txt encoded.txt

我们反汇编看到一些东西

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000D7D80  push        ebp  
000D7D81  mov         ebp,esp  
000D7D83  sub         esp,0C0h  
000D7D89  push        ebx  
000D7D8A  push        esi  
000D7D8B  push        edi
;内嵌代码开始  
000D7D8C  lea         edi,[ebp-0C0h]  
000D7D92  mov         ecx,30h  
000D7D97  mov         eax,0CCCCCCCCh  
000D7D9C  rep stos    dword ptr es:[edi]  
000D7D9E  mov         esi,dword ptr [buf]  
000D7DA1  mov         ecx,dword ptr [count]  
000D7DA4  mov         al,byte ptr [eChar]  
000D7DA7  xor         byte ptr [esi],al  
000D7DA9  inc         esi  
000D7DAA  loop        L1 (0D7DA7h)  
；这里汇编结束
000D7DAC  pop         edi  
000D7DAD  pop         esi  
000D7DAE  pop         ebx  
000D7DAF  add         esp,0C0h  
000D7DB5  cmp         ebp,esp  
000D7DB7  call        __RTC_CheckEsp (0D15AFh)  
000D7DBC  mov         esp,ebp  
000D7DBE  pop         ebp  
000D7DBF  ret

编译器自动插入了一些语句用于设置EBP以及保存标志寄存器集合，集合内的寄存器不论是否被修改，总是会被保存

32位汇编程序与C/C++的链接

要想调用，需要在汇编源码中.MODEL伪指令中指定调用C的规范，而且要为每个调用外部的过程创建一个原型

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.586
.model flat,C
IndexOf PROTO,
	srchVal:DWORD, arrayPtr:DWORD, count:DWORD

在C程序中，声明外部汇编过程时要使用extern限定符，如果过程会被C++调用，则要添加“C”限定符，防止C++的名称修饰

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extern long IndexOf(long n, long array[], unsigned count);
extern "C" long IndexOf(long n, long array[], unsigned count);

名称修饰（name decoration）就是一种标志C++编译技术，通过添加字符来修改函数名，添加的字符指明了每个函数参数的确切类型
详细的配置可以看我们的实验

调用C和C++的函数

函数原型

可以编写程序来调用C和C++函数，这样做的理由至少有：

  • C和C++有丰富的输入输出库，因此有更大的灵活性，处理浮点数时，这相当有用
  • 两种语言都有丰富的数学库
    需要注意：调用标准C库或C++库，必须从C或C++的main()过程启动程序，以便运行库初始化代码
    汇编语言调用的C++函数必须使用“C”和关键字extern，推荐不是修改每个函数的定义，而是把多个函数原型放在一个块中显得更容易
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extern "C"{
	int askForInteger();
	int showInt(int value, unsigned outWidth)
}

汇编语言模块

如果汇编语言模块要调用Irvine32链接库，就要使用.model flat, stdcall，但这和c的调用规范不符（要用c规范），这时声明原型必须给PROTO伪指令加上C限定符

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INCLUDE Irvine32.inc
askForInteger PROTO C
showInt PROTO C, value:SDWORD, outWidth:DWORD

当然如果不调用Irvine库，则全局声明为C规范即可.model flat, C,PROTO就不用再添加C限定符

仍需要知道，Microsoft Visual C++函数怎样返回数值：

  • bool和char的值用AL返回
  • short，int值用AX返回
  • int和long int值用EAX返回
  • 指针用EAX返回
  • float，double，long double的值分别以4,8,10字节值压入浮点堆栈

调用C库（Standard Library）函数

printf

C的原型

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int printf(
	const char *format [, argument]...
)

汇编的等效原型

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printf PROTO C,format:PTR BYTE, args:VARARG

可变长度参数类型为vararg

如何调用printf？

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;显示双精度
.data
double1 REAL8 1234567.890123
formatStr BYTE "%3.f", 0dh, 0ah, 0
.code
INVOKE printf, ADDR formatStr, double1   ;结果=1234567.890
;多参数
TAB=9
.data
formatTwo BYTE "%.2f", TAB, "%.3f", 0dh, 0ah, 0
val1 REAL8 111.111
val2 REAL8 456.789
.code
INVOKE printf, ADDR formatTwo, val1, val2

需要注意的是：格式化字符串不是插入转义字符，如\n，必须插入ASCII字符（0dh，0ah）

写在后面

至此，基础基本完成，庆祝一下自己坚持看完了这本400+的书，习题会补上。

汇编基础

http://cyx0706.github.io/2019/08/10/AssemblyLanguageBasis-10/

Author

Ctwo

Posted on

2019-08-10

Updated on

2020-10-25

Licensed under

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