汇编学习笔记（一）

待我称王封你为后i 2022-08-20 13:22 213阅读 0赞

这只是我学习汇编时候为了防止自己忘记的笔记系列，所以可能没什么条理性，基本上算是0基础开始吧，如果你也要学习，希望对你有帮助（目前会极其没有条理，后来会整理发出来）。  
之前写kiwi系列（现在还没有写好，自己的惰性真是可怕……）的时候有想过要学习一下汇编，后来觉得没什么必要搁置了。今天乱逛的时候在知乎上看到的，顿时汗颜。  
我不相信，一个人用纯手工一条条指令去雕琢他的程序，用手指感受计算机的呼吸时会无动于衷……以前觉得汇编就是一门编程语言，要用的时候再去学习学习，看完这句话以后觉得这是一门像数据结构一样的基础课。

话不多说，进入正题。  
首先是从cpu开始，cpu（本系列讲的全部都是基于X86架构，以后不在赘述）是由运算器、控制器和寄存器组成的，这些器件靠内部总线（总线分为内部总线和外部总线：外部总线是连接cpu和主板上的器件，主要分为数据总线，指令总线和控制总线；内部总线）相连接。  
原来寄存器可以分为高位低位来使用，是为了向下兼容性。

本文涉及的汇编代码使用的编译器是MASM编译器。

汇编指令不区分大小写。  
当把ax分成al和ah，单独拿出al作为一个寄存器，然后发生运算结果溢出时候，溢出的数字也不会存放在ah中，因为al单独作为一个寄存器来使用。

我们描述一个cpu是32位具体是：  
1、ALU一次可以处理32位的数据  
2、通用寄存器最大的宽度是32位  
3、寄存器和运算器之间的通路是32位

X86系列cpu内部专门集成了地址加法器。  
在汇编程序中，可以通过段地址：偏移量的形式来表示一个内存单元的逻辑地址。

**寄存器部分**  
来说一下几个很重要的段寄存器，  
CS：代码段寄存器  
SS：堆栈段寄存器  
ES：附加段寄存器  
IP：指令指针寄存器

CPU读取指令的过程：  
把CS寄存器和IP寄存器的内容送入地址加法器单元，得到一个20位地址，通过输入输出电路，读取内存的指定单元内容并放入指令缓冲器，最后执行。 执行完了以后，修改IP寄存器的内容（IP=IP+所读取指令的长度），然后执行读取下一条指令。  
注：CPU加点启动或复位以后，CS被设置位FFFFH，IP被设置为0000H，所以说FFFF0H单元中的内容是CPU加电以后执行的第一条指令。  
CS寄存器和IP寄存器的值是可以被程序员改变的，这里说点别的，这个特点可以做一些很有意思的事，黑客做的就是修改这两个寄存器值 。当然不能像用mov指令改变通用寄存器的值一样，而是通过转移指令来改变。  
例如jmp指令：  
jmp 032ah:8246h  
上一行代码实现的功能是跳转到逻辑地址是032ah:8246h 的内存单元，这时候CS的内容被修改成032ah，IP被修改成8246h。当然也可以用jmp指令仅仅修改IP寄存器的内容。  
jmp ax（或者别的寄存器） 表示用ax（别的寄存器）的值填充IP寄存器。

DS寄存器：常常用来存放数据段的段地址。 X86CPU不支持将数据直接存入DS，必须通过一个通用寄存器。例如：mov ax 1000H mov ds,ax。

**栈部分**

PUSH（入栈）指令和POP（出栈）指令操作都是以字为单位执行的，并且可以实现内存和寄存器之间的数据传递。

段寄存器SS用来存放栈顶的段地址，SP寄存器用来存放栈顶的偏移地址。因为这两个寄存器，CPU可以知道内存中的哪一块单元、多大的单元被当做栈使用，而且SS:SP都是栈顶单元的地址（当初始状态栈是空的，SP指向的是栈底下面的一个空间）。当每一次执行了push或者pop命令的时候，SP被修改一次（push指令先修改SP然后填入数据，pop指令则与之相反）。

这样就有一个问题。假设ss和sp寄存器都是16位，如果栈的空间是从10000H～1FFFFH，这时候SS=1000H，sp值是0。按照之前的原理ss：sp应该指向栈底元素的下一个元素，也就是20000H单元。不能用sp指针来表示10000H。如果要把10000H存在16位的寄存器，就是0.这里比较不好理解，要注意。

现在就有一个问题，CPU是怎么解决栈顶越界的问题呢？当栈满的时候在执行push指令或者栈空的时候执行了pop指令，栈一定会发生溢出。这也就是我们常常听到的溢出攻击，这也是很容易理解的，如果我想要得到你程序的信息，我可以写一段汇编代码在你内存旁边开辟一段空间作为栈，然后一直pop，这样就能很容易读到你内存的信息（前段时间Ubuntu用户密码输入28个空格就死机，应该也是发生了溢出了但是系统没有处理这个问题，众所周知C语言不会检查越界）。或者我一直push覆盖你的内容，你的程序也就不能运行。说的远了，回到我们的主题上来，CPU怎么检查栈越界呢？答案是CPU根本不管这个问题，CPU没有提供越界检查的机制。

push和pop指令的格式：  
push 寄存器名（可以是通用寄存器也可以是段寄存器）/内存单元，  
pop和push类似

**汇编语言源程序结构**

由指令和伪指令构成，伪指令不能被编译位相关的机器码。伪指令是给编译器看的。下面解释一下针对masm编译器的伪指令：

1.程序有数据段、代码段和堆栈段，定义一个段，segment和ends是定义段的一对伪指令。使用格式是：

XXX segment
     XXX ends

2.汇编程序结束标记是end  
3.assume伪指令：假设某一个代码段和某一个寄存器有关联（不明白这个假设是什么意思）