AT&T x86 asm 语法! for linux kernel

创建时间：2001-04-09
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文章提交：e4gle (e4gle_at_hackermail.com)

AT&T x86 asm 语法
译：el8<el8@m4in.org>，alert7<alert7@m4in.org>
          from m4in security teams(www.m4in.org)

DJGPP 使用AT&T格式的汇编语法。和一般的intel格式的语法有点不同。主要不同点如下：

AT&T 语法颠倒了源和目的操作数的位置, 目的操作数在源操作数之后。寄存器操作数要有个%的前缀,  立即数操作数要有个$符号的前缀。 存储器操作数的大小取决于操作码的最后一个字符。 它们是b (8-bit), w (16-bit), 和 l (32-bit).
这里有一些例子。 左边部分是intel指令格式，右边是at&t格式。
    movw %bx, %ax        // mov ax, bx
    xorl %eax, %eax        // xor eax, eax
    movw , %ax        // mov ax,1
    movb X, %ah        // mov ah, byte ptr X
    movw X, %ax        // mov ax, word ptr X
    movl X, %eax        // mov eax, X
大部分操作指令，at%t和intel都是差不多的，除了这些:
    movsSD             // movsx
    movzSD             // movz

S和D分辨代表源和目的操作数后缀。
    movswl %ax, %ecx    // movsx ecx, ax
    cbtw                // cbw
    cwtl                // cwde
    cwtd                // cwd
    cltd                // cdq
    lcall $S,$O         // call far S:O
    ljmp $S,$O          // jump far S:O
    lret $V             // ret far V
操作嘛前缀不能与他们作用的指令写在同一行。 例如, rep 和stosd应该是两个相互独立的指令, 存储器的情况也有一点不同。通常intel格式的如下:

section:[base + index*scale + disp]

被写成:

section:disp(base, index, scale)

这里有些例子:

    movl 4(%ebp), %eax                // mov eax, [ebp+4])
    addl (%eax,%eax,4), %ecx          // add ecx, [eax + eax*4])
    movb , %fs:(%eax)               // mov fs:eax, 4)
    movl _array(,%eax,4), %eax        // mov eax, [4*eax + array])
    movw _array(%ebx,%eax,4), %cx    // mov cx, [ebx + 4*eax + array])

Jump 指令通常是个短跳转。 可是, 下面这些指令都是只能在一个字节的范围内跳转: jcxz, jecxz, loop, loopz, loope, loopnz 和loopne。象在线文档所说的那样,一个jcxz foo可以扩展成以下工作:
    jcxz cx_zero
    jmp cx_nonzero
cx_zero:
    jmp foo
cx_nonzero:
文档也注意到了mul和imul指令。 扩展的乘法指令只用一个操作数，例如, imul $ebx, $ebx将不会把结果放入edx:eax。使用imul %ebx中的单操作数来获得扩展结果。


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Inline Asm
我将首先开始inline asm, 因为似乎关于这方面的疑问非常多。这是最基本的语法了, 就象在线帮助信息中描述的：
__asm__(asm statements : outputs : inputs : registers-modified);

这四个字段的含义是:

asm statements - AT&T 的结构, 每新行都是分开的。
outputs - 修饰符一定要用引号引起来, 用逗号分隔
inputs - 修饰符一定要用引号引起来, 用逗号分隔
registers-modified - 名字用逗号分隔
一个小小的例子:
    __asm__("
        pushl %eaxn
        movl , %eaxn
        popl %eax"
    );
假如你不用到特别的输入输出变量或者修改任何寄存器的值，一般来说是不会使用到其他的三个字段的,
让我们来分析一下输入变量。

    int i = 0;

    __asm__("
        pushl %%eaxn
        movl %0, %%eaxn
        addl , %%eaxn
        movl %%eax, %0n
        popl %%eax"
    :
    : "g" (i)
    );    // increment i
不要为上面的代码所困扰! 我将尽力来解释它。我们想让输入变量i加1，我们没有任何输出变量, 也没有改变寄存器值(我们保存了eax值)。 因此，第二个和最后一个字段是空的。 因为指定了输入字段, 我们仍需要保留一个空的输出字段, 但是没有最后一个字段, 因为它没被使用。在两个空冒号之间留下一个新行或者至少一个空格。

下面让我们来看看输入字段。 附加描述符可以修正指令来让你给定的编译器来正确处理这些变量。他们一般被附上双引号。 那么这个"g"是用来做什么的呢？  只要是合法的汇编指令，"g"就让编译器决定该在哪里加载i的值。一般来说,你的大部分输入变量都可以被赋予"g", 让编译器决定如何去加载它们 (gcc甚至可以优化它们!)。 其他描述符使用"r" (加载到任何可用的寄存器去), "a" (ax/eax), "b" (bx/ebx), "c" (cx/ecx), "d" (dx/edx), "D" (di/edi), "S" (si/esi), 等等。

我们将要提到一个在asm代码里面的如%0的输入变量。如果我们有两个输入, 他们会一个是%0一个是%1, 在输入段里按顺序排列 (如下一个例子)。假如N个输入变量且没有输出变量, 从%0 到%N-1将和输入字段里的变量相对应, 按顺序排列。

如果任何的输入, 输出, 寄存器修改字段被使用, 汇编代码里的寄存器名必须用两个%来代替一个%。对应于第一个没有使用最后三个字段的例子。

让我们看看两个输入变量且引入了"volatile"的例子:

    int i=0, j=1;
    __asm__ __volatile__("
        pushl %%eaxn
        movl %0, %%eaxn
        addl %1, %%eaxn
        movl %%eax, %0n
        popl %%eax"
    :
    : "g" (i), "g" (j)
    );    // increment i by j
Okay, 现在我们已经有了两个输入变量了。没问题了, 我们只需要记住%0对应第一个输入变量(在这个例子中是i), %1对应在i后面的列出的j。
Oh yeah, 这个volatile到底是什么意思呢? 它防止你的编译器修改你的汇编代码，就是不进行优化(纪录, 删除, 结合,等等优化手段。), 不改变代码原样来汇编它们。建议一般情况下使用volatile选项。

让我们来看看输出字段：

    int i=0;
    __asm__ __volatile__("
        pushl %%eaxn
        movl , %%eaxn
        movl %%eax, %0n
        popl %%eax"
    : "=g" (i)
    );    // assign 1 to i
这看起来非常象我们前面提到的输入字段的例子; 确实也没有很大的不同。所有的输出修饰符前面都应该加上=字符，他们同样在汇编代码里面用%0到%N-1来表示, 在输出字段按顺序排列。你一定会问如果同时有输入和输出字段会怎么排序的呢？ 好，下面一个例子就是让大家知道如何同时处理输入输出字段的。
    int i=0, j=1, k=0;
    __asm__ __volatile__("
        pushl %%eaxn
        movl %1, %%eaxn
        addl %2, %%eaxn
        movl %%eax, %0n
        popl %%eax"
    : "=g" (k)
    : "g" (i), "g" (j)
    );    // k = i + j
Okay, 唯一个不清楚的地方就是汇编代码中的变量的个数。我马上来解释一下。
当同时使用输入字段和输出字段的时候:

%0 ... %K 是输出变量

%K+1 ... %N 是输入变量

在我们的例子中, %0 对应k, %1 对应i, %2对应j。很简单，是吧？

到现在为止我们都没有使用最后一个字段（registers-modified）。如果我们要在我们的汇编代码里使用任何寄存器, 我们要明确的用push和pop指令来保存它们, 或者列到最后一个字段里面让gcc来处理它们。

这是前面的一个例子, 没有明确的保留和存贮eax。

    int i=0, j=1, k=0;
    __asm__ __volatile__("
        pushl %%eaxn    /*译者注：好像原文说的有点问题，明明是保存了eax的值，:(*/
        movl %1, %%eaxn
        addl %2, %%eaxn
        movl %%eax, %0n
        popl %%eax"
    : "=g" (k)
    : "g" (i), "g" (j)
    : "ax", "memory"
    );    // k = i + j
我们让gcc来保存和存贮eax, 如果必要的话。一个16-bit寄存器名代表了32-, 16-或8-bit寄存器。 如果我们要改写内存 (写入一个变量等。), 建议在register-modified字段里面来指定"memroy"修饰符。这意味着除了第一个例子我们都应该加上这个修饰符, 但是直到现在我才提出来, 是为了更简单易懂。

在你的内联汇编里面定位标号应该使用b或f来作为终止符, 尤其是向后向前的跳转。（译者注：b代表向后跳转，f代表向前跳转）

For example,

    __asm__ __volatile__("
        0:n
            ...
            jmp 0bn
            ...
            jmp 1fn
            ...
        1:n
            ...
    );
这里有个用c代码和内联汇编代码混合写的跳转程序的例子(thanks to Srikanth B.R for this tip).

void MyFunction( int x, int y )
{
    __asm__( "Start:" );
    __asm__( ...do some comparison... );
    __asm__( "jl Label_1" );

    CallFunction( &x, &y );     
    __asm__("jmp Start");

Label_1:
    return;
}

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External Asm
Blah... Okay fine. Here's a clue: Get some of your C/C++ files, 且用gcc -S file.c来编译。 然后查看file.S文件。基本结构如下:
    .file "myasm.S"

    .data
    somedata: .word 0
    ...

    .text
    .globl __myasmfunc
    __myasmfunc:
    ...
    ret
Macros, macros! 头文件libc/asmdefs.h便于你写asm。 在你的汇编代码最前面包含此头文件然后就可以使用宏了。一个例子： myasm.S:
    #include <libc/asmdefs.h>

    .file "myasm.S"

    .data
    .align 2
    somedata: .word  0
    ...

    .text
    .align 4
    FUNC(__MyExternalAsmFunc)
    ENTER
            movl   ARG1, %eax
            ...
            jmp    mylabel
            ...
        mylabel:
            ...
    LEAVE
这是一个好的纯粹的汇编代码框架。


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Other Resources
The best way to learn all these is to look at others' code. There's some inline asm code in the sys/farptr.h. Also, if you run Linux, FreeBSD, etc., somewhere in the kernel source tree (i386/ or something), there are plenty of asm sources. Check the djgpp2/ directory at x2ftp.oulu.fi, for graphics and gaming libraries that have sources.

If you have asm code that needs to be converted from Intel to AT&T syntax, or just want to stick （译者注：其他资源就不翻了吧，西西）

原文转自：http://www.ltesting.net