操作系统学习2 x86寄存器、汇编伪指令与程序调试 |
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操作系统学习2 x86寄存器、汇编伪指令与程序调试
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操作系统学习2 x86寄存器、汇编伪指令与程序调试
一、一些基本概念二、8086的寄存器1. 通用寄存器2. 段寄存器3. 索引寄存器4. 指针寄存器5. 指令指针寄存器6. 标志寄存器PSW
三、常用的汇编指令四、一些汇编伪指令1. 段定义 segment2. 汇编结束3. 假设 assume4. 寻址方式
五、使用DosBox和Debug工具一段代码示例(1) 新建一个1.asm文件：(2) 启动DosBox挂载本地磁盘(3) 编译(4) debug加载(5) 使用指令查看
六、使用OllyDbg反汇编和跟踪程序
一、一些基本概念
比特(bit)：二进制的一位字节(byte)：8比特的数据字(word)：2个字节长度
二、8086的寄存器
寄存器是CPU内部高速存取数据的地方，比缓存更接近CPU的运算器。 8086是16位cpu（字长16位）： 其CPU一次最多可处理16位数据寄存器最大宽度位16位寄存器与PU之间的通路位16位。地址20位，最大可寻址 2 20 = 1 M B 2^{20}=1MB 220=1MB 内存空间。这些寄存器大致分三种： 通用寄存器：AX BX CX DX，每个寄存器又可以分为AH AL高8位和低8位分别使用；段寄存器：CS DS SS ES；特殊用途寄存器：（如 IP、SP、BP、SI、DI 等）。 1. 通用寄存器8086有14个寄存器：AX BX CX DX SI DI SP BP IP CS SS DS ES PSW。 AX：累加器寄存器（Accumulator Register），用于算术运算和数据传输。可以分为两个独立的8位寄存器：AH（高位）和AL（低位）。BX：基址寄存器（Base Register），通常用作内存偏移地址的基址。CX：计数器寄存器（Counter Register），通常用于循环计数或者重复指令执行。DX：数据寄存器（Data Register），通常用于I/O操作和数据传输。 2. 段寄存器 CS：代码段寄存器（Code Segment Register），用于存储当前指令的段地址。IP：指令指针寄存器（Instruction Pointer Register），用于存储下一条要执行的指令的地址。CPU读取指令的寻址=CS*16+IP，即从CS:IP处执行指令。读取指令后，IP值会自动增加指向下一条指令。 DS：数据段寄存器（Data Segment Register），存放数据的段地址。注意8086不支持对段寄存器直接赋值，需要用另一个通用寄存器赋值给它。SS：堆栈段寄存器（Stack Segment Register），存放栈顶的段地址SP：栈顶的偏移地址。 SS:SP指向栈顶元素。 8086入栈时从高地址向低地址增长，出栈后，SS:SP指向新的栈顶。BP：基址指针寄存器（Base Pointer Register），在过程调用和访问堆栈中的局部变量时使用。ES：附加段寄存器（Extra Segment Register），在一些特殊情况下用于存储额外的数据段地址。 3. 索引寄存器 SI：源索引寄存器（Source Index Register），在字符串操作中通常用于指向源数据。DI：目的索引寄存器（Destination Index Register），在字符串操作中通常用于指向目标数据。 一段内存是放代码、数据还是栈，取决非于这几个段寄存器的设置。 4. 指针寄存器SP：堆栈指针寄存器（Stack Pointer Register），用于指向堆栈顶部。 BP：基址指针寄存器（Base Pointer Register），在过程调用和访问堆栈中的局部变量时使用。 5. 指令指针寄存器IP：指令指针寄存器（Instruction Pointer Register），用于存储下一条要执行的指令的地址。 6. 标志寄存器PSW 1514131211109876543210OFDFIFTFSFZFAFPFCF OF：有符号数运算溢出标志DF：在串处理指令中，控制每次操作后si、di的增减。df=0每次操作后递增，df=1每次操作后递减。SF：相关指令执行后，其结果是否为负。为负则sf=1；否则sf=0。ZF：相关指令执行后，其结果是否为0。为0则zf=1；否则zf=0。PF：相关指令执行后，其结果的所有bit位中1的个数是否为偶数。为偶数则pf=1；否则pf=0。CF：在无符号数运算时，运算结果的最高有效位是否向更高位进位或从更高位借位。是则cf=1；否则cf=0。 三、常用的汇编指令 指令格式作用movmov dest, srcdest = srcaddadd dest, srcdest = dest + srcadcadc dest, srcdest = dest + src + CFsubsub dest, srcdest = dest - srcsbbsbb dest, srcdest = dest - src - CFpushpush src入栈（改变SP后写内存）poppop src出栈（读内存后改变SP）pushfpushf将标志寄存器的值压栈popfpopf从栈中弹出数据送入标志寄存器中andand dest, srcdest = dest & srcoror dest, srcdest = destshlshl dest, 位数dest左移指定位数，位数大于1时必须放在cl中shrshr dest, 位数dest右移指定位数，位数大于1时必须放在cl中inin al/ax, 端口号从端口读入数据outout 端口号, al/ax发送数据到端口mulmul reg/内存单元乘法divdiv reg/内存单元除法cmpcmp dest, src比较转移指令见下控制CPU执行指定内存的指令串传送指令见下见下intint 中断类型码引发中断过程 四、一些汇编伪指令汇编指令是CPU认识的对应2进制的指令，而伪指令是给编译器看的。 1. 段定义 segment 段名 segment ... 段名 ends 2. 汇编结束 end 3. 假设 assumeassume 指令用于建立一个段寄存器与一个段名之间的关联，以便在程序中使用简化的段地址访问数据和指令。 assume cs:codesg ; 假设代码寄存器和下面定义的codesg相关联 codesg segment ; 标志代码段开始 ... codesg ends ; 代码段结束 endassume cs:codesg 指令建立了代码段寄存器 cs 与 codesg 段名之间的关联。这意味着在程序的后续部分，可以使用 cs 寄存器来访问 codesg 段中的指令和数据。 4. 寻址方式 ()表示一个寄存器或者一个内存单元中的内容。EA表示偏移地址。SA表示段地址。idata表示常量。 五、使用DosBox和Debug工具64位操作系统无法直接使用Debug.exe工具了，需要安装一个DosBox，然后进行下面操作： 挂载本地磁盘，命令mount c: 本地文件夹把debug.exe masm.exe和要调试的程序放到本地文件夹然后就可以使用debug命令了。常用的debug命令： R ：查看更改cpu寄存器内容D：查看内存中内容E：改写内存中内容U：将内存中机器指令翻译成汇编指令T：执行一条机器指令A：以汇编格式在内存中写入一条指令 一段代码示例 (1) 新建一个1.asm文件： code segment assume cs:code s:mov ax,0025h mov cl,2 shl ax,cl mov ax,4ch int 21h code ends end s (2) 启动DosBox挂载本地磁盘 mount c: d:/Documents/asm
这时生成1.exe (4) debug加载 c: debug 1.exe (5) 使用指令查看 u
OllyDbg通常称作OD，是反汇编工作的常用工具。 下载地址：http://www.ollydbg.de/ 启动后，可以加载上篇编译的Hello.exe程序： 这里可以设置断点、跟踪程序，右侧还有一些寄存器的值可以查看。 |
可以看出编译器编译、链接后的代码与手写的汇编代码还是存在很大的差异。【本文地址】