gas學習 by Jian Lee

利用 cpuid 取得 intel 集容cpu的廠商信息。

.section .data
output1:
    .ascii "當前CPU廠商ID是："
output2:
    .ascii "xxxxxxxxxxxx\n"
.section .text
.global _start
_start:
    movl $0,%eax
    cpuid

    movl $output2,%edi
    movl %ebx,(%edi)
    movl %edx,4(%edi)
    movl %ecx,8(%edi)

    movl $4,%eax
    movl $1,%ebx
    movl $output1,%ecx
    movl $(output2-output1+14),%edx
    int $0x80

    movl $1,%eax
    movl $0,%ebx
    int $0x80

編譯和鏈接上面的源代碼並運行：

as -o cpuid.o cpuid.s # 彙編源代碼為目標文件
ld -o cpuid cpuid.o # 鏈接目標文件為linux可執行的文件
./cpuid # 執行

1.1 基本gas程序模板

gas程序分為幾個部分，通常有data段和text段。data段存放數據，其內容會被放在最終的可執行程序中。text段是彙編指令。通常還有 bss段，這裡相當於緩存，臨時創建。

.section .data
    ...
.section .text
    ...

1.2 gas彙編程序偽指令

一般彙編程序本身會提供一些方便的"指令"，但是這些"指令"不是 cpu指令，它們只是方便彙編程序開發者，解釋權歸彙編程序本身。

gas中的“偽指令”都是以 "." 開頭，如上面示例中的一些偽指令：

.section     定義一個段
.data        同.section一起定義數據段
.ascii       定義一個字符串
.text        同.section一起定義程序段
.global      定義全局標籤

1.3 gas的標籤

在gas中的標籤等價於一個內存地址，相當於C語言中的指針。不過C語言的指針還有數據類型屬性，這裡的數據類型需要自己指定了。

gas中的標籤是以冒號結尾的字符串。如示例中的：

output1:
output2:

既然gas中的標籤是內存地址，這是一個數值。那麼，我們可以在gas 程序中對標籤進行算術運算，且對於“立即數”能出現的地方，標籤也都可以出現：

movl $(output2-output1+14),%

1.4 gas的開始標籤

如果用 ld 手動鏈接程序，則需要在彙編程序中設置一個為 _start: 的開始標籤，相當於C程序中的main函數。如果用gcc編譯彙編程序，那麼要將"_start:" 換成 "main:"

如果沒有指定 "_start" 標籤，可以在運新 ld 命令的時候指定開始標籤：

ld -e

1.5 gas中的系統調用

Linux下的彙編程序可以使用系統調用，這樣可以避免很多複雜的工作。在gas裡使用系統調用就是在相關寄存器存入系統調用號、調用函數的參數，再執行 "int $0x80" 命令就可以了。

上例使用了兩個系統調用函數： write 和 exit

1.6 基本 AT&T 彙編風格

立即數表示立即數要用"$"符號
寄存器表示寄存器要用"%"符號
內存尋址內存地址要放在寄存器裡，才能被尋址，這是intel的cpu指令集規定的。

movl %ebx,(%edi) # 將ebx裡面的內容放到edi指向的內存地址單元處。 movl %edx,4(%edi) # 將edx裡面的內容放到比edi指向的內存地址高4個值的內存單元處。

2. 使用標準C庫函數

使用標準C庫函數的 cpuid2.s 程序：

.section .data
output:
    .asciz "當前CPU廠商信息是：%s \n"
.section .bss
    .lcomm buffer,12

.section .text
.global _start
_start:
    movl $0,%eax
    cpuid

    movl $buffer,%edi
    movl %ebx,(%edi)
    movl %edx,4(%edi)
    movl %ecx,8(%edi)

    pushl $buffer
    pushl $output
    call printf

    addl $8,%esp
    pushl $0
    call exit

彙編、鏈接並運行：

as -o cpuid2.o cpuid2.s
ld -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -o cpuid2 -lc cpuid2.o

參數說明：

-lc 鏈接C庫/lib/libc.so；如果是-lx，默認鏈接/lib/libx.so。
-dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 使用/lib/ld-linux.so.2加載共享庫。

. 定義數據元素

3.1 定義數據元素的命令

.ascii     文本字符串
.asciz     帶零結束符的文本字符串
.byte      字節值
.double    雙精度值
.float     單精度值
.int       32位整數
.long      同.int
.octa      16字節長度整數
.quad      8字節長整數
.short     16位整數
.single    同.float

有幾種數據段：

.section .data    定義通常的數據段，數據被包含在最終程序中
.section .rodata  同.data，但是這裡定義的數據的值不可修改
.section .bss     相當於緩衝

數據定義可以一個標籤一個命令一個數據的定義：

output:
    .asciz "這是一個.asciz定義的字符串"
value:
    .int  100

也可以，一個標籤一個命令定義一堆數據：

values:
    .int 15,20,25,30,35,40,45,50,55,60

無論是哪種形式定義的，數據在內存中都是一個挨著一個的存放的。這樣我們可以用索引來引用它們。

3.2 賦值命令

gas中也可以用一個符號代表一個值，但是符號只不可修改：

.equ factor,3
.equ LINUX_SYS_CALL,0x80

3.3 bss段

這個段無須聲明特定的類型，只要聲明大小：

.comm  聲明未初始化數據的通用內存區域
.lcomm 聲明未初始化數據的"本地"通用內存區域

例如，聲明一個1000字節的緩衝區，通過buffer引用這個區域的基址：

.section .bss
  .lcomm buffer,1000

3.4 .fill 命令

這個命令讓彙編器自動創建一段內存區域，並用0填充：

.section .data
buffer:
    .fill 1000

4. MOV命令

gas中把mov命令加了不同後綴，每個後綴表示操作不同的數據大小：

movl  32位
movw  16
movb  8

下面一個例子把一個值移到ecx寄存器，然後調用linux系統的exit正常退出。用gdb可以看見寄存器的變化。

# 程序 movetest1.s
.section .data
value:
    .int 1
.section .text
.global _start
_start:
    nop
    movl value,%ecx
    movl $1,%eax
    movl $0,%ebx
    int $0x80

用-gtabs參數彙編程序並鏈接：

as -gtabs -o movetest1.o movetest1.s
ld -o movetest1 movetest1.o

使用gdb調試程序：

root@jianlee:~/lab/asm# gdb -q movetest1
(gdb) break *_start+1
Breakpoint 1 at 0x8048075: file movetest1.s, line 8.
(gdb) run
Starting program: /root/lab/asm/movetest1

Breakpoint 1, _start () at movetest1.s:8
8            movl value,%ecx
Current language:  auto; currently asm
(gdb) print/x %ecx
A syntax error in expression, near `%ecx'.
(gdb) print/x $ecx
$1 = 0x0
(gdb) next
_start () at movetest1.s:9
9            movl $1,%eax
(gdb) print/x $ecx
$2 = 0x1
(gdb) s
_start () at movetest1.s:10
10            movl $0,%ebx
(gdb) cont
Continuing.

Program exited normally.
(gdb)

把寄存器的值傳到內存裡：

# movetest2.s 把寄存器的值傳到內存中
.section .data
value:
    .int 1
.section .text
.global _start
_start:
    nop
    movl $100,%eax
    movl %eax,value

    movl $1,%eax
    movl $0,%ebx
    int $0x80

調試程序，查看程序執行過程：

root@jianlee:~/lab/asm# as -gtabs -o movetest2.o movetest2.s
movetest2.s: Assembler messages:
movetest2.s:0: Warning: end of file not at end of a line; newline inserted
root@jianlee:~/lab/asm# ld -o movetest2 movetest2.o
root@jianlee:~/lab/asm# gdb -q movetest2
(gdb) break *_start+1
Breakpoint 1 at 0x8048075: file movetest2.s, line 9.
(gdb) run
Starting program: /root/lab/asm/movetest2

Breakpoint 1, _start () at movetest2.s:9
9            movl $100,%eax
Current language:  auto; currently asm
(gdb) print/x $eax
$1 = 0x0
(gdb) x/d &value
0x804908c <value>:    1
(gdb) s
_start () at movetest2.s:10
10            movl %eax,value
(gdb) print/x $eax
$2 = 0x64
(gdb) x/d &value
0x804908c <value>:    1
(gdb) s
_start () at movetest2.s:12
12            movl $1,%eax
(gdb) x/d &value
0x804908c <value>:    100
(gdb) cont
Continuing.

Program exited normally.
(gdb)