(x86-64) GNU汇编语言速成课程

目录

• 引言
• 什么是汇编语言
  • 与高级编程语言的区别
  • 汇编语言的基本原理
• 汇编语言的数据处理与运算
  • 寄存器的使用
  • 将数字存入寄存器
  • 寄存器之间的数据传递
  • 寄存器中的数字运算
• 汇编语言的程序流程控制
  • 无条件跳转
  • 条件跳转
  • 循环结构
• 汇编语言中的输入输出
  • 标准输出
  • 标准输入
• 汇编语言中的栈操作
  • 压栈和弹栈
  • 函数调用与返回

引言

大家好，我是Victor Engelmann。在这个视频中，我将向你解释汇编语言。作为一个科学家，如果在没有明确界定的情况下谈论某个事物，感觉有点不清不白。因此，我想填补这个空白，并在这里解释一下汇编语言。当然，YouTube上已经有一些很好的汇编教程了。因此，由于我认为我的频道是您所能找到的“没有其他地方可以获取的信息”的资源，因为它们太复杂了，我不想过多地深入这个主题。因此，在这里，我将限制自己在汇编语言这个主题上进行一个速成课程。好吧，现在，什么是汇编语言呢？汇编语言可以被称为一种编程语言，但这要取决于您对编程语言的定义方式。因为，如果您考虑到有控制结构（如函数、循环和分支）的高级编程语言，您在汇编语言中是找不到这样的东西的。在汇编语言中，您直接编写处理器的指令。也就是说，您要告诉处理器确切地要做什么。因此，如果您想要某种高级行为，您必须以某种方式对其进行映射。您必须找到一些方法来在汇编语言中模拟该行为。

什么是汇编语言

汇编语言是一种通过编写与处理器指令对应的代码来编程处理器的编程语言。与高级编程语言不同，汇编语言更接近机器语言。它允许直接控制处理器，并告诉其如何执行操作。汇编语言的程序一步一步地执行处理器的指令，其中可以包括将数字存储在寄存器中、将寄存器之间的数据传递、在寄存器中进行数值计算等。

与高级编程语言的区别

汇编语言与高级编程语言之间存在许多区别。首先，汇编语言更接近于机器语言，它直接控制处理器，并直接访问内存。相比之下，高级编程语言使用抽象层来隐藏底层细节，并提供更高级的功能和结构，如函数、循环和条件语句。

其次，根据处理器的不同，汇编语言的语法和指令集也会有所不同。每个处理器都有自己的指令集和寄存器集合，因此必须根据目标处理器选择适当的汇编语言。相比之下，高级编程语言通常是可移植的，在不同的处理器和操作系统上都可以运行。

最后，汇编语言更接近底层硬件，因此在性能方面更高效。对于某些特定应用，例如嵌入式系统和驱动程序开发，使用汇编语言可以更好地优化代码并直接控制硬件。

汇编语言的基本原理

汇编语言的基本原理是直接控制处理器执行指令。在汇编语言中，使用寄存器来存储和操作数据，通过指令将数据从寄存器移动到内存中，并进行数值运算和逻辑运算。

寄存器是一种类似于变量的存储单元，用于在处理器中存储数据。不同的处理器具有不同数量和类型的寄存器。在汇编语言中，寄存器通常以特殊的前缀表示，例如前缀“%”表示寄存器。

要在寄存器中存储数据，可以使用指令将常数加载到寄存器中。例如，将数字0加载到寄存器“rax”中的指令可以表示为“mov $0, %rax”。

除了将数据加载到寄存器中，还可以将一个寄存器的内容复制到另一个寄存器。例如，将寄存器“bx”的内容复制到寄存器“ax”中的指令可以表示为“mov %bx, %ax”。

此外，可以通过指令进行数值计算，例如加法和减法。例如，将两个数字相加并将结果存储在寄存器“ax”中的指令可以表示为“add %bx, %ax”。

汇编语言的编程流程是顺序执行指令。程序从一个点开始，然后按顺序执行后续的指令。

汇编语言的数据处理与运算

汇编语言的数据处理和运算主要通过寄存器来完成。寄存器是一种用于在处理器中存储数据的单位，其有助于快速读写数据和进行各种计算。

寄存器的使用

每个处理器都有一组寄存器，用于不同的目的。这些寄存器可以存储标志、地址和数据等，并用于执行机器指令。在汇编语言中，我们可以根据需要使用这些寄存器来存储和操作数据。

将数字存入寄存器

我们可以使用指令将数字加载到寄存器中。例如，可以使用“mov”指令将数字0加载到寄存器“rax”中。加载常数时，常数应以“$”符号作为前缀。

寄存器之间的数据传递

在汇编语言中，我们可以将寄存器之间的数据进行传递。通过将一个寄存器的内容复制到另一个寄存器，我们可以在不同的寄存器之间传递数据。

寄存器中的数字运算

通过寄存器进行数字运算，可以对存储在寄存器中的数字进行各种数学运算，例如加法、减法、乘法和除法。通过使用适当的指令，可以对寄存器中的数字进行运算，并将结果存储在目标寄存器中。

汇编语言的程序流程控制

汇编语言中的程序流程控制主要包括无条件跳转、条件跳转和循环结构。这些控制语句允许程序在执行时根据特定条件改变程序执行的顺序。

无条件跳转

无条件跳转是一种指令，它将程序的执行流程直接转移到指定的标签处。无条件跳转使程序可以跳过特定的代码块，并继续执行后续的指令。

条件跳转

条件跳转是一种根据特定条件改变程序执行顺序的指令。条件跳转指令检查指定条件的值，并根据该值决定是否执行跳转。如果条件为真，则程序将跳转到指定的标签处继续执行。如果条件为假，则程序将继续执行下一个指令。

循环结构

循环结构是一种在程序中重复执行一段代码的控制结构。在汇编语言中，循环结构可以使用条件跳转和标签来实现。通过将条件判断放置在循环结构的开头和末尾，可以控制循环的执行次数。

汇编语言中的输入输出

汇编语言中的输入输出涉及使用系统调用来读取用户输入或向用户输出信息。系统调用是一种与操作系统交互的机制，允许程序通过操作系统来访问底层资源和功能。

标准输出

要在汇编语言中进行标准输出，可以使用系统调用来将数据写入标准输出流中。标准输出流通常是显示器或终端窗口。通过将数据加载到寄存器中，并使用适当的系统调用指令，可以将数据写入标准输出流。

标准输入

要在汇编语言中进行标准输入，可以使用系统调用来从用户获取输入信息。标准输入通常是键盘。通过将数据加载到缓冲区中，并使用适当的系统调用指令，可以从标准输入获取用户输入。

汇编语言中的栈操作

栈是一种特殊的数据结构，用于存储临时数据和函数调用的信息。在汇编语言中，使用栈来管理函数的局部变量、参数和返回地址。

压栈和弹栈

在汇编语言中，可以使用"push"指令将数据压入栈中，将数据存储在栈上。通过使用"pop"指令，可以从栈中弹出数据，将数据移出栈并将其加载到寄存器中。

函数调用与返回

在汇编语言中，函数调用和返回使用特定的指令来控制程序的流程。使用"call"指令可以调用函数，将函数的返回地址压入栈中，并将程序跳转到函数的入口点。使用"ret"指令可以从函数中返回，将栈顶的返回地址弹出，并将程序跳转回调用函数的地址。

这些栈操作在汇编语言中非常重要，用于管理函数的参数和局部变量，以及控制函数的调用和返回过程。

现在我们已经了解了汇编语言的基本知识，可以开始编写汇编代码进行实际的编程了。希望这个教程对你有所帮助！

FAQ

Q: 汇编语言和高级编程语言有什么区别？

A: 汇编语言更接近于机器语言，直接控制处理器的执行。高级编程语言使用抽象层隐藏底层细节，并提供更高级的功能和结构。

Q: 在汇编语言中，如何进行条件跳转？

A: 条件跳转允许程序根据特定条件决定是否执行跳转。可以使用条件跳转指令，根据条件的状态执行跳转操作。

Q: 汇编语言如何进行标准输出？

A: 通过使用系统调用和适当的指令，可以将数据写入标准输出流中，使其显示在屏幕上或终端窗口中。

Q: 我可以在汇编语言中使用循环结构吗？

A: 是的，可以使用条件跳转和标签来创建循环结构。通过在循环的开头和末尾放置条件判断，可以控制循环的执行次数。

Q: 为什么在汇编语言中使用栈？

A: 栈在汇编语言中用于存储临时数据和函数调用的信息。它提供了一种方便的方式来管理函数的局部变量、参数和返回地址。

结论

在这篇文章中，我们介绍了汇编语言的基本概念和操作。我们讨论了汇编语言与高级编程语言的区别，以及汇编语言中的数据处理、程序流程控制、输入输出和栈操作。希望这篇文章对你理解汇编语言有所帮助，并能使你开始编写自己的汇编代码。

参考资源：

• 汇编语言教程（https://www.example.com）