C指针原理之AT&T汇编的示例分析

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汇编在LINUX系统下的意义远远大于WINDOWS系统，LINUX内核部分代码就是汇编编写的。然后，绝大多数 Linux 程序员以前只接触过DOS/Windows 下的汇编语言，这些汇编代码都是 Intel 风格的。但在 Unix 和 Linux 系统中，更多采用的还是 AT&T 格式，两者在语法格式上有着很大的不同，因此应对AT&T汇编应有一个基本的了解和熟悉。

    我们在LINUX下用C编写一段最简单的helloworld程序，命令为hello.c

#include 
 int main()
{ 
printf("hello,world\n");
 exit(0); 
}

然后，使用GCC编译，同时使用-s参数生成中间汇编代码，看看AT&T汇编的真实面目

.section .data#初始化的变量
output:
   .ascii "hello,world\n"
   #要打印的字符串，.data为初始化值的变量。output是标签，指示字符串开始的位置，ascii为数据类型
.section .bss#未初始化的变量，由0填充的缓冲区
   .lcomm num,20
   #lcomm为本地内存区域，即本地汇编外的不能进行访问。.comm是通用内存区域。
.section .text#汇编语言指令码
   .globl _start#启动入口
   _start:
   movl $4,%eax#调用的系统功能,4为write  
   movl $output,%ecx#要打印的字符串
   movl $1,%ebx#文件描述符，屏幕为1  
   movl $12,%edx#字符串长度
   int $0x80#显示字符串hello,world
   movl $0,%eax
   movl $num,%edi
   movl $65,1(%edi)#A 的ascii
   movl $66,2(%edi)#B 的ascii
   movl $67,3(%edi)#C 的ascii
   movl $68,4(%edi)#D 的ascii
   movl $10,5(%edi)#\n的ascii
   movl $4,%eax#调用的系统功能,4为write   
   movl $num,%ecx#要打印的字符串 
   movl $1,%ebx#文件描述符，屏幕为1  
   movl $6,%edx#字符串长度
   int $0x80#显示字符串ABCD
   movl $1,%eax#1为退出
   movl $0,%ebx#返回给shell的退出代码值
   int $0x80#内核软中断，退出系统

gcc -S hello.c

.file  "hello.c"

  .section  .rodata

.LC0:

  .string "hello,world"

  .text

.globl main

  .type  main, @function

main:

  pushl  %ebp

  movl  %esp, %ebp

  andl  $-16, %esp

  subl  $16, %esp

  movl  $.LC0, (%esp)

  call  puts

  movl  $0, (%esp)

  call  exit

  .size  main, .-main

  .ident "GCC: (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3"

  .section  .note.GNU-stack,"",@progbits

汇编器（assembler）的作用是将用汇编语言编写的源程序转换成二进制形式的目标代码。Linux 平台的标准汇编器是 GAS，它是 GCC 所依赖的后台汇编工具，通常包含在 binutils 软件包中。
AT&T汇编主要有以下特点：
1、在 AT&T 汇编格式中，寄存器名要加上 '%' 作为前缀。

如：

把eax寄存器的内容复制到ebx中

movl %eax,%ebx
2、用 '$' 前缀表示一个立即操作数。

如：将1复制到eax中

movl $1, %eax
3、目标操作数在源操作数的右边

movl %eax,%ebx
eax是源操作数，ebx是目标操作数
4、在 AT&T 汇编格式中，操作数的字长由操作符的最后一个字母决定，后缀'b'、'w'、'l'分别表示操作数为字节（byte，8 比特）、字（word，16 比特）和长字（long，32比特）

比如:

movl对32位进行操作，将eax寄存器32位的内容复制到ebx中

movl %eax, %ebx

movw对16位进行操作，将ax寄存器的内容复制到bx中

movw %ax, %bx

movb对8位进行操作，将al寄存器的内容复制到bl中

movb %al, %bl

我们再以入栈为例:

pushl %ecx  # 32位ecx的内容入栈

pushw %cx   # 16位ecx的内容入栈

pushl $180  # 80做为一个32位整数入栈

pushl data  # data变量内容入栈，长度为32位

pushl $data # 这一个操作很特别，在变量前面加上$表示取变量的地址，这是将data变量的地址入栈
5、在 AT&T 汇编格式中，绝对转移和调用指（jump/call）的操作数前要加上'*'作为前缀
6、远程转移指令和远程子调用指令的操作码，在 AT&T 汇编格式中为 ljump和lcall
我们从生成的中间代码可以看出这几个特点。

我们再来看一段用AT&T汇编编写的helloworld程序。

.section .data#初始化的变量
output:
  .ascii "hello,world\n"
  #要打印的字符串，.data为初始化值的变量。output是标签，指示字符串开始的位置，ascii为数据类型
.section .bss#未初始化的变量，由0填充的缓冲区
  .lcomm num,20
  #lcomm为本地内存区域，即本地汇编外的不能进行访问。.comm是通用内存区域。
.section .text#汇编语言指令码
  .globl _start#启动入口
  _start:
  movl $4,%eax#调用的系统功能,4为write  
  movl $output,%ecx#要打印的字符串
  movl $1,%ebx#文件描述符，屏幕为1  
  movl $12,%edx#字符串长度
  int $0x80#显示字符串hello,world

  movl $0,%eax
  movl $num,%edi
  movl $65,1(%edi)#A 的ascii
  movl $66,2(%edi)#B 的ascii 
  movl $67,3(%edi)#C 的ascii 
  movl $68,4(%edi)#D 的ascii
  movl $10,5(%edi)#\n的ascii 

  movl $4,%eax#调用的系统功能,4为write  
  movl $num,%ecx#要打印的字符串 
  movl $1,%ebx#文件描述符，屏幕为1  
  movl $6,%edx#字符串长度
  int $0x80#显示字符串ABCD

  movl $1,%eax#1为退出
  movl $0,%ebx#返回给shell的退出代码值

  int $0x80#内核软中断，退出系统

我们对上面这段汇编代码的结构和内容进行解说：

1、.section .data段存放着初始化的变量， .section .bss段存放着未初始化的变量

2、变量的定义采用以下格式：
变量名：
  变量类型 变量值
上面代码中的output变量就是这么定义的
output:
   .ascii "hello,world\n"
下面例子定义了多个变量
.section .data
msg:
.ascii “This is a text”
x:
.double 109.45, 2.33, 19.16
y:
.int 89
z:
.int 21, 85, 27
 
.equ  a 8
 
其中，msg为字符符，x为双精度符点数，y和z为整数，a是一个特别的定义，它的是一个静态变量的定义，使用.equ 变量名 变量值来实现

3、.section .bss段中变量访问区域的定义规则为：

lcomm为本地内存区域，即本地汇编外的不能进行访问，而.comm是通用内存区域
比如上面的定义
 .lcomm num,20 
num为本地内存区域。

4、section .text段为汇编语言指令码，使用.globl _start指示_start标记后的代码为程序启动入口。

5、#表示注释，上面代码的其它部分均有注释，有汇编基础的程序员应很容易理解

变量的类型有以下几种：
.ascii 文本字符串
.asciz 以NULL结束的文本字符串
.byte  字节值
.double 双精度符点数
.float 单精度符点数
.int 32位整数
.long 32位整数
.octa 16位整数
.quad 8位整数
.short 16位整数
.single 单精度符点数

此外，AT&T汇编经常会涉及字节顺序反转，比较加载，交换,压入弹出所有寄存器等操作，以下例子涉及了这些操作，
每行代码都有详细的注释。

.bss段定义的数据元素为未初始化的变量，在运行时对其进行初始化。

可分为数据通用内存区域和本地通用内存区域

本地通用内存区域不能从本地汇编代码之外进行访问。

.text段存放代码

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