x86汇编指令

简明 X86 汇编语言教程 原创司徒彦南2002 年 4 月 8 日 徐远超于 2010-02-25 收集整理 2010-03-10 第 2 次补充 2010-03-25 第 3 次补充 目录 第 Ο 章 写在前面.2 第一章 汇编语言简介.3 第二章 认识处理器.4 2.1 寄存器4 2.2 使用寄存器6 第三章 操作内存.12 3.1 实模式12 3.2 保护模式16 3.3 操作内存19 3.4 串操作21 3.5 关于保护模式中内存操作的一点说明.22 3.6 堆栈.23 本章小结.25 第四章 利用子程序与中断.25 4.1 子程序25 4.2 中断31 第五章 编译优化概述.34 5.1 循环优化强度削减和代码外提.36 5.2 局部优化表达式预计算和子表达式提取.37 5.3 全局寄存器优化.38 5.4 x86 体系结构上的并行最大化和指令封包40 5.5 存储优化42 第六章 Linux X86 汇编程序设计 46 6.1 编译和链接.46 6.2 基本示例.46 第七章 X86 汇编指令集汇总.47 一.数据传输指令47 二、算术运算指令.49 三、逻辑运算指令.49 四、串指令.50 五、程序转移指令.50 六、伪指令.52 七、寄存器.52 八、位操作指令，处理器控制指令.52 九、FPU instructions54 第八章 GCC 内联汇编基础54 1. GCC 汇编格式 .55 2.内联汇编基本形式56 3. 扩展形式内联汇编56 4. 深入constra59 5.结束语63 第 Ο 章 写在前面 我不想夸大或者贬低汇编语言。但我想说，汇编语言改变了20 世纪的历史。与前辈相 比， 我们这一代编程人员足够的幸福， 因为我们有各式各样的编程语言， 我们可以操作键盘、 坐在显示器面前， 甚至使用鼠标、 语音识别。 我们可以使用键盘、 鼠标来驾驭“个人计算机”， 而不是和一群人共享一台使用笨重的继电器、 开关去操作的巨型机。相比之下，我们的前辈 不得不使用机器语言编写程序，他们甚至没有最简单的汇编程序来把助记符翻译成机器语 言， 而我们可以从上千种计算机语言中选择我们喜欢的一种， 而汇编， 虽然不是一种 “常用” 的具有“快速原型开发”能力的语言，却也是我们可以选择的语言中的一种。 每种计算机都有自己的汇编语言没必要指望汇编语言的可移植性， 选择汇编， 意味 着选择性能而不是可移植或便于调试。这份文档中讲述的是x86 汇编语言，此后的“汇编语 言”一词，如果不明示则表示 IA32 上的 x86 汇编语言。 汇编语言是一种易学，却很难精通的语言。回想当年，我从初学汇编到写出第一个可运 行的程序，只用了不到 4 个小时；然而直到今天，我仍然不敢说自己精通它。编写快速、高 效、 并且能够让处理器“很舒服地执行”的程序是一件很困难的事情， 如果利用业余时间学习， 通常需要 2-3 年的时间才能做到。这份教材并不期待能够教给你大量的汇编语言技巧。对于 读者来说，x86 汇编语言“就在这里“。然而，不要僵化地局限于这份教材讲述的内容，因为 它只能告诉你汇编语言是“这样一回事”。 学好汇编语言， 更多的要靠一个人的创造力与悟性， 我可以告诉你我所知道的技巧， 但肯定这是不够的。 一位对我的编程生涯产生过重要影响的 人曾经对我说过这么一句话 写汇编语言程序不是汇编语言最难的部分，创新才是。 我想，愿意看这份文档的人恐怕不会问我“为什么要学习汇编语言”这样的问题；不过， 我还是想说几句首先，汇编语言非常有用，我个人主张把它作为 C 语言的先修课程，因 为通过学习汇编语言，你可以了解到如何有效地设计数据结构，让计算机处理得更快，并使 用更少的存储空间；同时，学习汇编语言可以让你熟悉计算机内部运行机制，并且，有效地 提高调试能力。就我个人的经验而言，调试一个非结构化的程序的困难程度，要比调试一个 结构化的程序的难度高很多，因为“结构化”是以牺牲运行效率来提高可读性与可调试性 ，这 对于完成一般软件工程的编码阶段是非常必要的。然而， 在一些地方， 比如， 硬件驱动程序、 操作系统底层， 或者程序中经常需要执行的代码， 结构化程序设计的这些优点有时就会被它 的低效率所抹煞。另外，如果你想真正地控制自己的程序，只知道源代码级的调试是远远不 够的。 浮躁的人喜欢说，用 C写程序足够了，甚至说，他不仅仅掌握 C，而且精通 STL、 MFC。我不赞成这个观点，掌握上面的那些是每一个编程人员都应该做到的，然而 C只 是我们“常用“的一种语言，它不是编程的全部。低层次的开发者喜欢说，嘿，C是多么的 强大，它可以做任何事情这不是事实。便于维护、调试，这些确实是我们的追求目标， 但是，写程序不能仅仅追求这个目标（还有性能、功耗整理者注） ，因为我们最终的目的是满足 设计需求，而不是个人非理性的理想。 这份教材适合已经学习过某种结构化程序设计语言的读者。其内容基于我在 1995 年给 别人讲述汇编语言时所写的讲义。当然，如大家所希望的，它包含了最新的处理器所支持的 特性，以及相应的内容。我假定读者已经知道了程序设计的一些基本概念， 因为没有这些是 无法理解汇编语言程序设计的；此外，我希望读者已经有了比较良好的程序设计基础，因为 如果你缺乏对于结构化程序设计的认识， 编写汇编语言程序很可能很快就破坏了你的结构化 编程习惯，大大降低程序的可读性、可维护性，最终让你的程序陷于不得不废弃的代码堆之 中。 基本上，这份文档撰写的目标是尽可能地便于自学。不过，它对你也有一些要求，尽管 不是很高，但我还是强调一下。学习汇编语言，你需要 胆量。不要害怕去接触那些计算机的内部工作机制。 知识。了解计算机常用的数制，特别是二进制、十六进制、八进制，以及计算机保存数据的 方法。 开放。接受汇编语言与高级语言的差异，而不是去指责它如何的不好读。 经验。要求你拥有任意其他编程语言的一点点编程经验。 头脑。 祝您编程愉快 第一章 汇编语言简介 先说一点和实际编程关系不太大的东西。 当然，如果你迫切的想看到更实质的内容， 完 全可以先跳过这一章。 那么，我想可能有一个问题对于初学汇编的人来说非常重要， 那就是汇编语言到底是 什么汇编语言是一种最接近计算机核心的编码语言。 不同于任何高级语言， 汇编语言几乎 可以完全和机器语言一一对应。 不错，我们可以用机器语言写程序， 但现在除了没有汇编程 序的那些电脑之外，直接用机器语言写超过1000 条以上指令的人大概只能算作那些被我们 成为“圣人”的牺牲者一类了。毕竟，记忆一些短小的助记符、由机器去考虑那些琐碎的配位 过程和检查错误，比记忆大量的随计算机而改变的十六进制代码、可能弄错而没有任何提示 要强的多。熟练的汇编语言编码员甚至可以直接从十六进制代码中读出汇编语言的大致意 思。当然，我们有更好的工具汇编器和反汇编器。 简单地说，汇编语言就是机器语言的一种可以被人读懂的形式，只不过它更容易记忆。 至于宏汇编， 则是包含了宏支持的汇编语言， 这可以让你编程的时候更专注于程序本身， 而 不是忙于计算和重写代码。 汇编语言除了机器语言之外最