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汇编开发(二):数据传输,地址和算法

汇编开发(二):数据传输,地址和算法

作者: _凌浩雨 | 来源:发表于2019-02-14 12:12 被阅读45次

1. 数据传输指令

1). 操作数类型
[label:] mnemonic [operands][; comment]

指令可以有零个,一个,两个或者三个操作数。此处忽略label和comment, 如下:

mnemonic
mnemonic [destination]
mnemonic [destination],[source]
mnemonic [destination],[source-1],[source-2]

操作输的基本类型:

  • 立即数: 使用数字文本表达式
  • 寄存器: CPU中的寄存器
  • 内存: 直接引用内存地址
2). 直接内存操作数
操作数 描述
reg8 8位普通用途的寄存器:AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL
reg16 16位普通用途的寄存器:AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP
reg32 32位普通用途的寄存器:EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, ESP, EBP
reg 任何普通用途的寄存器
sreg 16位段寄存器:CS, DS, SS, ES, FS, GS
imm 8,16,32位立即数
imm8 8位字节立即数
imm16 16位字立即数
imm32 32位双字立即数
reg/mem8 8位操作数,可以是8位普通寄存器或内存字节
reg/mem16 16位操作数,可以是16位普通寄存器或内存字节
reg/mem32 32位操作数,可以是32位普通寄存器或内存字节
mem 8,16,32内存操作数
3). MOV 指令
  • 功能:MOV指令从源操作数赋值数据到目标操作数中。
  • 格式:
MOV destination,source
  • 操作数规则

    • 两个操作数必须是相同的大小
    • 两个操作数不能是内存操作数
    • 指令指针寄存器(IP, EIP, RIP)不能作为目标操作数
MOV reg,reg
MOV mem,reg
MOV reg,mem
MOV mem,imm
MOV reg,imm
  • 覆盖值
.data
    oneByte BYTE 78h            ; 定义一个8bit变量
    oneWord WORD 1234h          ; 定义一个16bit变量
    oneDword DWORD 12345678h    ; 定义一个32bit变量

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov eax, 0              ; 为eax寄存器赋值 -- EAX = 0000 0000h
    mov al, oneByte         ; 为al赋值         -- EAX = 0000 0078h
    mov ax, oneWord         ; 为ax赋值         -- EAX = 0000 1234h
    mov eax, oneDword       ; 为eax赋值            -- EAX = 1234 5678h
    mov ax, 0               ; 为ax赋值         -- EAX = 1234 0000h
4). 整数0和符号的扩展
  • 问题
    主要原因:占用字节空间大的寄存器低字节赋值时,高字节为做更改
    解决方法:第一种用MOVZX指令代替,第二种用MOVSX代替
COMMENT &
    第一种情况是将小位数的数赋值给大位数的寄存器时,未赋值的高字节未置空
    第二种情况是将小位数的负数赋值给大位数的寄存器时,为赋值的高字节未置F
&
.data
    count WORD 10           ; 定义变量
    signedVar SWORD -16     ; 定义负数

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov ecx, 100000         ; 为ecx寄存器赋值,此时ECX = 000186A0
    mov cx, count           ; 为ecx寄存器赋值,此时ECX = 0001000A
    
    mov cx, signedVar       ; 为ecx寄存器赋值,此时ECX = 0001FFF0,解决方法之一:可在此之前将ecx设置为FFFF FFFFh
  • MOVZX 指令

功能:赋值源操作数的内容到目标操作数,为16位或32位的值进行0的扩展。这个指令仅被使用在无符号整型中, 作用域:

MOVZX reg32,reg/mem8
MOVZX reg32,reg/mem16
MOVZX reg16,reg/mem8

示例:

COMMENT &
    MOVZX 解决0扩展问题
&
.data
    byte1 BYTE 9Bh          ; 定义字节变量
    word1 WORD 0A69Bh       ; 定义字变量

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 寄存器->寄存器
    mov bx, 0A69Bh          ; 为bx赋值         ebx = 7EFD A69Bh 
    movzx eax, bx           ; 将bx的值赋值给eax, eax = 76AB 342Bh -> eax = 0000 A69Bh
    movzx edx, bl           ; 将bl的值赋值给edx, edx = 00F9 1005h -> edx = 0000 009Bh
    movzx cx, bl            ; 将bl的值赋值给cx, ecx = 0000 0000h -> ecx = 0000 009Bh

图1.png
  • MOVSX 指令

功能:赋值源操作数的内容到目标操作数,为16位或32位的值进行符号的扩展。这个指令仅被使用在有符号整型中, 作用域:

MOVSX reg32,reg/mem8
MOVSX reg32,reg/mem16
MOVSX reg16,reg/mem8

示例:

COMMENT &
    MOVZX 解决符号扩展问题
&
.data
    byteVal BYTE 10001111b          ; 定义字节变量

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 内存 -> 寄存器
    movsx ax, byteVal       ; 将byteVal的值赋值给ax寄存器,ax = 342Bh -> ax = FF8Fh
    ; 寄存器->寄存器
    mov bx, 0A69Bh          ; 为bx赋值,bx = E000h -> bx = A69Bh
    movsx eax, bx           ; 将bx的值赋值给eax, eax = 76AB FF8Fh -> eax = FFFF A69Bh
    movsx edx, bl           ; 将bl的值赋值给edx, edx = 0035 1005h -> edx = FFFF FF9Bh
    movsx cx, bl            ; 将bl的值赋值给cx, cx = 0000h -> cx = FF9Bh
图2.png
5). LAHF和SAHF--EFlags状态
COMMENT &
    LANF加载EFLAGS值到AH,SANF保存AH值
&
.data
    saveflags BYTE ?        ; 定义保存flag的变量
    newflags BYTE ?         ; 定义新的flag的值

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    lahf                    ; 加载flag到ah     eax = 76AB462Bh
    mov saveflags, ah       ; 将ah的数值保存到flag中 saveflags = 70

    mov saveflags, 100      ; 赋值 saveflags = 100
    mov ah, saveflags       ; 赋值 eax = 76AB642Bh
    sahf                    ; 保存 
6). XCHG指令

功能:交换两个操作数的内容。形式:

XCHG reg,reg
XCHG reg,mem
XCHG mem,reg

注:XCHG不接立即数操作数。

COMMENT &
    XCHG,交换数值
&
.data
    val1 WORD 10        ; 定义变量1
    val2 WORD 20        ; 定义变量2

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 交换val1 和 val2的数值
    mov ax, val1            ; 将val1的值存入ax中
    xchg ax, val2           ; 交换ax与val2的值
    mov val1, ax            ; 将ax的值放入val1中
7). 直接偏移操作数

功能: 为数组变量名添加一个移位。

COMMENT &
    直接偏移操作数,访问数组元素
&
.data
    arrayB BYTE 10h, 20h, 30h, 40h, 50h ; 定义字节数组元素
    arrayW WORD 100h, 200h, 300h        ; 定义字数组元素
    arrayD DWORD 10000h, 20000h         ; 定义双字数组元素

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置, eax = 76AB342Bh
    mov al, [arrayB + 3]        ; 访问BYTE数组第4个元素, eax = 76AB3440h
    mov ax, [arrayW + 2 * 2]    ; 访问WORD数组第3个元素, eax = 76AB0300h
    mov eax, [arrayD + 4 * 1]   ; 访问DWORD数组第2个元素, eax = 00020000h
8). 综合示例
.486        ; 定义32位程序可以接受32位的寄存器和地址
.model flat, stdcall    ; 选择程序的内存模式为平坦模式,stdcall调用习惯
.stack 4096             ; 设置运行的堆栈大小为4096字节
ExitProcess PROTO, dwExitCode: DWORD    

COMMENT &
    直接偏移操作数,访问数组元素
&
.data
    val1 WORD 1000h
    val2 WORD 2000h
    arrayB BYTE 10h, 20h, 30h, 40h, 50h ; 定义字节数组元素
    arrayW WORD 100h, 200h, 300h        ; 定义字数组元素
    arrayD DWORD 10000h, 20000h         ; 定义双字数组元素


.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; MOVZX 指令示范            
    mov bx, 0A69Bh              
    movzx eax, bx               ; eax = 0000 A69Bh
    movzx edx, bl               ; edx = 0000 009Bh
    movzx cx, bl                ; cx = 009Bh

    ; MOVSZ 指令示范
    mov bx, 0A69Bh
    movsx eax, bx               ; eax = FFFF A69Bh
    movsx edx, bl               ; edx = FFFF FF9Bh
    mov bl, 7Bh
    movsx cx, bl                ; cx = 007Bh

    ; 内存 -> 内存 数值交换
    mov ax, val1                ; ax = 1000h
    xchg ax, val2               ; ax = 2000h, val2 = 1000h
    mov val1, ax                ; val1 = 2000h

    ; 直接偏移地址(BYTE数组)
    mov al, arrayB              ; al = 10h
    mov al, [arrayB + 1]        ; al = 20h
    mov al, [arrayB + 2]        ; al = 30h

    ; 直接偏移地址(WORD数组)
    mov ax, arrayW              ; ax = 100h
    mov ax, [arrayW + 2]        ; ax = 200h

    ; 直接偏移地址(DWORD数组)
    mov eax, arrayD             ; eax = 0001 0000h
    mov eax, [arrayD + 4]       ; eax = 0002 0000h


    INVOKE ExitProcess, 0   ; 退出程序
main ENDP           ; 函数结束位置, ENDP 之前的内容,要与PROC 
END main            ; 设置了函数的入口与出口

2. 加与减

1). INC与DEC指令
  • 作用域:
INC reg/mem
DEC reg/mem
  • 示例代码:
COMMENT &
    加减运算
&
.data
    myWord WORD 1000h
    
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    inc myWord              ; myWord变量自加        myWord = 1001h
    mov bx, myWord          ; 将bx值设置为myWord  bx = 1001h
    dec bx                  ; bx值进行自减   bx = 1000h
2). ADD 指令
  • 使用方法: ADD dest,source
COMMENT &
    加减运算
&
.data
    var1 DWORD 10000h
    var2 DWORD 20000h
    
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov eax, var1           ; 将var1的值赋值给eax, eax = 10000h
    add eax, var2           ; 将var2的值与eax的值相加, eax = 30000h
3). SUB 指令
  • 使用方法:SUB dest,source
COMMENT &
    加减运算
&
.data
    var1 DWORD 10000h
    var3 DWORD 30000h
    
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov eax, var3           ; 将var3的值赋值给eax, eax = 30000h
    sub eax, var1           ; 将eax的值减去1000h, eax = 20000h
4). NEG 指令
  • 使用方法:NEG reg/mem
COMMENT &
    加减运算
&
.data
    var1 DWORD 10000h
    var3 DWORD 30000h
    
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov eax, var3           ; 将var3的值赋值给eax, eax = 30000h
    sub eax, var1           ; 将eax的值减去1000h, eax = 20000h
    neg eax                 ; eax由20000h取反+1为FFFE0000
5). 实现算术表达式
  • 示例代码:
COMMENT &
    加减运算
&
.data
    Rval DWORD ?
    Xval DWORD 26
    Yval DWORD 30
    Zval DWORD 40
    
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; Rval = -Xval + (Yval - Zval)
    ; 第一步: -Xval
    mov eax, Xval
    neg eax                     ; eax = -26
    ; 第二步:(Yval - Zval)
    mov ebx, Yval       
    sub ebx, Zval               ; ebx = -10
    ; 第三步:计算Rval
    add eax, ebx
    mov Rval, eax               ; Rval = -36
6). 标志位测试
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; ZF 零标志位示例
    mov cx, 1
    sub cx, 1                   ; ZF = 1
    mov ax, 0FFFFh
    inc ax                      ; ZF = 1

    ; SF 符号标志位示例
    mov cx, 0
    sub cx, 1                   ; SF = 1
    mov ax, 7FFFh
    add ax, 2                   ; SF = 1

    ; CF 进位标志位示例
    mov al, 0FFh
    add al, 1                   ; CF = 1, al = 00h

    ; OF 溢出标志位示例
    mov al, +127
    add al, 1                   ; OF = 1
    mov al, -128
    sub al, 1                   ; OF = 1

3. 数据相关的运算符和指令

1). OFFSET 操作数

功能:获取偏移地址

COMMENT &
    数据相关的运算符和指令运算
&
.data
    bVal BYTE ?
    wVal WORD ?
    dVal DWORD ?
    dVal2 DWORD ?
    myArray WORD 1, 2, 3, 4, 5
    
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; OFFSET 偏移
    mov esi, OFFSET bVal    ; ESI = 00904000h
    mov esi, OFFSET wVal    ; ESI = 00904001h
    mov esi, OFFSET dVal    ; ESI = 00904003h
    mov esi, OFFSET dVal2   ; ESI = 00904007h
    mov esi, OFFSET myArray + 4 ; ESI = 0090400Fh
2). ALIGN 指令

功能:对齐字节大小,将小字节内存向大字节内存靠拢

.data
    ; ALIGN 对齐
    bVal1 BYTE ?            ; 00404000h
    ALIGN 2
    wVal1 WORD ?            ; 00404002h
    bVal2 BYTE ?            ; 00404004h
3). PTR 操作数

功能:将大字节的变量转换为小字节的变量,将小字节的数组拼接为打字节的变量

.data
    myDouble DWORD 12345678h
    wordList WORD 5678h, 1234h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; PTR 指针
    mov ax, WORD PTR myDouble   ; ax = 5678h
    mov ax, WORD PTR [myDouble + 2] ; ax = 1234h
    mov eax, DWORD PTR wordList ; eax = 12345678h
4). TYPE 操作数

功能:返回变量的所占用的字节大小

.data
    bVal BYTE ?
    wVal WORD ?
    dVal DWORD ?

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; TYPE 获取变量所占内存大小
    mov eax, TYPE bVal      ; eax = 0000 0001h
    mov eax, TYPE wVal      ; eax = 0000 0002h
    mov eax, TYPE dVal      ; eax = 0000 0004h
5). LENGTHOF 操作数

功能:获取数组长度

.data
    byte1 BYTE 10, 20, 30
    array1 WORD 30 DUP(?), 0, 0
    array2 WORD 5 DUP(3 DUP(?))
    array3 DWORD 1, 2, 3, 4
    digitStr BYTE "12345678", 0

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; LENGTHOF 计算数组长度
    mov eax, LENGTHOF byte1 ; eax = 0000 0003h
    mov eax, LENGTHOF array1 ; eax = 0000 0020h
    mov eax, LENGTHOF array2 ; eax = 0000 000Fh
    mov eax, LENGTHOF array3 ; eax = 0000 0004h
    mov eax, LENGTHOF digitStr ; eax = 0000 0009h
6). SIZEOF 操作数

功能:计算变量所占用的位数

.data
    intArray WORD 32 DUP(0)

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; SIZEOF 计算所占用的字节位数
    mov eax, SIZEOF intArray    ; eax = 0000 0040h
7). LABEL 指令

**功能:设置别名,使用内存地址访问之后定义的变量 **

.data
    val16 LABEL WORD
    val32 DWORD 12345678h
    LongValue LABEL DWORD
    val1 WORD 5678h
    val2 WORD 1234h
.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; LABEL 地址访问
    mov ax, val16           ; ax = 1234h
    mov dx, [val16 + 2]     ; dx = 5678h
    mov eax, LongValue      ; eax = 1234 5678h

4. 间接寻址

1). 间接操作数

功能:使用地址访问对应的地址的数值

  • 保护模式
.data
    byteVal BYTE 10h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 间接操作
    mov esi, OFFSET byteVal
    mov al, [esi]
  • 使用PTR间接操作
inc BYTE PTR [esi]
2). 数组
.data
    arrayW WORD 1000h, 2000h, 3000h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 数组
    mov esi, OFFSET arrayW
    mov ax, [esi]           ; ax = 1000h
    add esi, 2
    mov ax, [esi]           ; ax = 2000h
    add esi, 2
    mov ax, [esi]           ; ax = 3000h
3). 索引操作数
  • 表现形式
constant[reg]
[constant + reg]

示例:

.data
    arrayB BYTE 10h, 20h, 30h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 索引操作数
    mov esi, 0
    mov al, arrayB[esi]     ; al = 10h

  • 添加位移
.data
    arrayW WORD 1000h, 2000h, 3000h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 添加位移
    mov esi, OFFSET arrayW
    mov ax, [esi]           ; ax = 1000h
    mov ax, [esi + 2]       ; ax = 2000h
    mov ax, [esi + 4]       ; ax = 3000h
  • 使用16位寄存器
mov al,arrayB[si]
mov ax,arrayW[di]
mov eax,arrayD[bx]
  • 索引操作数中的比例因子
.data
    arrayD DWORD 100h, 200h, 300h, 400h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    ; 索引操作数中的比例因子
    mov esi, 3 * TYPE arrayD
    mov eax, arrayD[esi]        ; eax = 0000 0400h
4). 指针

概念:一个变量存储另一个变量的地址

.data
arrayB BYTE 10h,20h,30h,40h
ptrB DWORD arrayB
  • TYPEDEF 操作数

功能:用户可自定义类型名

PBYTE TYPEDEF PTR BYTE

5. JMP 和 LOOP 指令

1). JMP 指令
  • 功能

    一种非传统的传递,类似于C语言中的goto语句

  • 语法

JMP destination
  • 创建循环
top:
.
.
jmp top
2). LOOP 指令
  • 功能

一种非传统的传递,类似于C语言中的循环语句

  • 语法
LOOP destination
  • 循环
 mov ax,0
 mov ecx,5
L1:
 inc ax
 loop L1

每次循环为ax自加1,ecx进行自减,循环结束时,ax=5,ecx=0

  • 循环内部修改ECX的值
.data
count DWORD ?
.code
    mov ecx,100     ; 设置循环计数
top:
    mov count,ecx   ; 保存循环计数
    .
    mov ecx,20      ; 修改ECX
    .
    mov ecx,count   ; 恢复循环计数
    loop top
  • 嵌套循环
.data
    count DWORD ?
.code
    mov ecx,100     ; 设置外层循环计数
L1:
    mov count,ecx   ; 保存外层循环计数
    mov ecx,20      ; 设置内层循环计数
L2:
    .   
    .
    loop L2         ; 重复内层循环
    mov ecx,count   ; 恢复外层循环计数
    loop L1         ; 重复外层循环
3). 数组和
.486        ; 定义32位程序可以接受32位的寄存器和地址
.model flat, stdcall    ; 选择程序的内存模式为平坦模式,stdcall调用习惯
.stack 4096             ; 设置运行的堆栈大小为4096字节
ExitProcess PROTO, dwExitCode: DWORD    


COMMENT &
    数组求和
&
.data
    intArray DWORD 10000h, 20000h, 30000h, 40000h

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov edi, OFFSET intArray    ; 获取数组偏移地址
    mov ecx, LENGTHOF intArray  ; 设置循环计数
    mov eax, 0                  ; 存储数组元素之和
L1:
    add eax, [edi]              ; 将数组元素值加入eax
    add edi, TYPE intArray      ; 获取下一个数组元素地址
    LOOP L1                     ; 循环

    INVOKE ExitProcess, 0   ; 退出程序2
main ENDP           ; 函数结束位置, ENDP 之前的内容,要与PROC 
END main            ; 设置了函数的入口与出口
4). 字符串复制
 .486       ; 定义32位程序可以接受32位的寄存器和地址
.model flat, stdcall    ; 选择程序的内存模式为平坦模式,stdcall调用习惯
.stack 4096             ; 设置运行的堆栈大小为4096字节
ExitProcess PROTO, dwExitCode: DWORD    


COMMENT &
    数组求和
&
.data
    source BYTE "This is the source string", 0
    target BYTE SIZEOF source DUP(0)

.code
main PROC                   ; 定义主函数开始位置
    mov esi, 0              ; 索引寄存器
    mov ecx, SIZEOF source  ; 循环计数
L1:
    mov al, source[esi]     ; 从源字符串获取一个字符, mov指令不能够有两个内存操作数
    mov target[esi], al     ; 存储到目标字符串对应位置
    inc esi                 ; 移动到下一个字符串
    LOOP L1                 ; 循环

    INVOKE ExitProcess, 0   ; 退出程序
main ENDP           ; 函数结束位置, ENDP 之前的内容,要与PROC 
END main            ; 设置了函数的入口与出口
5). 数组求和——64位
; 数组求和

ExitProcess PROTO

.data
intArray QWORD 1000000000000h, 2000000000000h, 3000000000000h, 4000000000000h

.code
main PROC
    mov rdi, OFFSET intArray        ; 设置偏移地址
    mov rcx, LENGTHOF intArray      ; 初始化循环计数
    mov rax, 0                      ; 数组之和
L1:
    add rax, [rdi]                  ; 加入当前位置的数组值
    add rdi, TYPE intArray          ; 移动得到下一个数组元素
    LOOP L1                         ; 重复执行,直到rcx=0
    mov ecx, 0                      ; 退出程序并返回

    call ExitProcess                ; 退出程序
main ENDP
END

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