操作系统实践与原理

目的是收集CSAPP之外的一些x86汇编指令。

csapp之外的x86汇编

IBM PC下的所有地址都是由“段：偏移”构成的

CS：IP寻址

CS:IP 两个寄存器指示了 CPU 当前将要读取的指令的地址，其中 CS 为代码段寄存器，而 IP 为指令指针寄存器 。

CSAPP中没有提及似乎是为了简便将开始的程序计数器从0开始，然后就直接找到了要执行程序的第一条指令。但是实际上肯定是存在其他地方的。

但是 CPU 怎么知道这些指令存放在内存的那个位置呢？这就需要CS：IP。

1000H:0000H 指向的是 MOV AX，1234H 的首地址，

如果 CPU 要读取到我的指令的话，很显然，必须要知道地址 1000H:0000H ，

然后 CPU 就可以根据这个首地址，将汇编指令 MOV AX，1234H 所对应的机器码读入到 CPU 的指令寄存器中，

Shell 将可执行文件加载到内存中以后，就会设置 CPU 中的两个寄存器，即设置 CS:IP 两个寄存器指向可执行文件的起始地址，此后 CPU 便从这个起始地址开始读取内存中的指令，并且执行。

比如我们在写汇编程序时，通常会使用 START 标记，其实这个标记就是用来标记起始地址的，

当将一个汇编程序编译，连接成可执行文件以后，再通过操作系统的 Shell 程序将可执行文件加载到内存中以后，

这个 START 所标记处的地址就是整个可执行文件的起始地址了。

也就是说，当一个可执行文件加载到内存中以后，CS:IP 两个寄存器便指向了这个可执行文件的起始地址，

当读取完指令后，CS:IP 将会自动的改变，基本上是改变 IP ，从而指向下一条要读取的指令，这样就可以执行这个可执行文件了。

总的来说

shell会将可执行文件加载到内存的时候设置CS:IP , 然后就可以跳转到第一条指令了
指令计算为:CS<<4+IP，
CS<<4在十六进制下就是空出一位来
读取后基本上是改变IP
段寄存器有
- ES 附加段寄存器
  CS 代码段寄存器
  SS 堆栈段寄存器
  DS 数据段寄存器
  FS 附加段寄存器
  GS 附加段寄存器

连续存放的数据串的指令——串操作指令

(1)串传送指令MOVS

MOVSB ;字节串传送：ES:[DI]←DS:[SI],SI←SI+/-1,DI←DI+/-1
MOVSW ;字串传送：ES:[DI]←DS:[SI],SI←SI+/-2,DI←DI+/-2
MOVS 目的串名，源串名；这种格式需要使用前缀WORD PTR或BYTE PTR指明

例：将数据段SOURCE指示的100个字节数据传送到附加段DESTINATION指示的主存区

MOV SI,OFFSET SOURCE
MOV DI,OFFSET DESTINATION
MOV CX,100
CLD
AGAIN: MOVSB
DEC CX
JNZ AGAIN

例如：rep movw

rep: 重复执行该语句直至寄存器cx为0

movw：将DS：SI的内容送至ES：DI，note! 是复制过去，原来的代码还在。

(2)串存储指令STOS

STOSB ;字节串存储：ES:[DI]←AL,DI←DI+/-1
STOSW ;字串存储：ES:[DI]←AX,DI←DI+/-2
串存储指令将AL或AX寄存器的内容存入由DI指定的附加段主存单元中，并根据DF和传送单位修改DI寄存器。STOS不影响标志。

(3)串读取指令LODS

LODSB ;字节串读取：AL←DS:[SI],SI←SI+/-1
LODSW ;字串读取：AX←DS:[SI],SI←SI+/=2
LODS指令和STOS指令功能互逆，它将SI寄存器指向的主存单元的内容送至AL或AX寄存器，并相应修改SI使其指向下一个元素。不影响标志。

(4)串比较指令CMPS

CMPSB ;字节串比较：DS:[SI]-ES:[DI],SI←SI+/-1,DI←DI+/-1
CMPSW ;字串比较：DS:[SI]-ES:[DI],SI←SI+/-2,DI←DI+/-2
船比较指令的功能是比较源串与目的串是否相同，并根据其减法结果设置标志位；指令在每次比较后修改SI和DI寄存器的值，使之指向下一个元素。

(5)串扫描指令SCAS

SCASB ;字节串扫描：AL-ES:[DI],DI←DI+/-1
SCASW ;字串扫描：AX-ES:[DI],DI←DI+/-2
串扫描指令SCAS将附加段中的字节或字内容与AL/AX寄存器内容进行比较，根据比较的结果设置标志，每次比较后修改DI寄存器的值，使之指向下一个元素。

(6)重复前缀指令rep

任何一个串操作指令，都可以在前面加一个重复前缀，以实现串操作的重复执行，重复次数隐含在CX寄存器中
REP ;REP前缀用在MOVS、STOS、LODS指令前，每次执行一次指令，CX减1；直到CX=0,重复执行结束
REPZ ;也可以表把为REPE，用在CMPS、SCAS指令前，每执行一次串指令CX减1，并判断ZF标志是否为0
;只要CX=0或ZF=0，则重复执行结束
REPNZ ;也可以表达为REPNE，用在CMPS、SCAS指令前，每执行一次串操作指令CX减1，并判断ZF标志是否为1，只要CX=0或ZF=1,则重复执行结束。

●REP前缀可以理解为“当数据串没有结束（CX≠0）,则继续传送”
●REPZ/REPE前缀可以理解为“当数据串没有结束（CX≠0）,并且串相等（ZF=1）则继续比较”
●REPNZ/REPNE前缀可以理解为“当数据串没有结束（CX≠0）,并且串不相等（ZF=0）则继续比较”

(7)CLD&STD

CLD与STD是用来操作方向标志位DF（Direction Flag）。CLD使DF复位，即DF=0，STD使DF置位，即DF=1.用于串操作指令中.

例如：
　　MOVS ( MOVE String) 串传送指令
　　MOVSB //字节串传送 DF=0, SI = SI + 1 , DI = DI + 1 ；DF = 1 , SI = SI - 1 , DI = DI - 1
　　MOVSW //字串传送 DF=0, SI = SI + 2 , DI = DI + 2 ；DF = 1 , SI = SI - 2 , DI = DI - 2
　　执行操作：[DI] = [SI] ,将位于DS段的由SI所指出的存储单元的字节或字传送到位于ES段的由DI 所指出的存储单元,再修改SI和DI, 从而指向下一个元素.
　　在执行该指令之前,必须预置SI和DI的初值,用STD或CLD设置DF值.
　　MOVS DST , SRC //同上,不常用,DST和SRC只是用来用类型检查,并不允许使用其它寻址方式来确定操作数.
　　1.目的串必须在附加段中,即必须是ES:[DI]
　　2.源串允许使用段跨越前缀来修饰,但偏移地址必须是[SI].

（8）loop指令

每次执行loop指令，cx减1.为0即到下一条指令，不然继续

loop print_digit
ret

mov [num],dx

[num]默认的是对ds寄存器

lds si,[num]

从内存指定位置处读取一个长指针值并放入ds和si寄存器中。ds中放段地址，si是段内偏移地址。

eg.在PC机中BIOS设定的中断向量表中 int 0x41 的中断向量位置(4*0x41 = 0x0000:0x0104)存放的并不是中断程序的地址，而是第一个硬盘的基本参数表

lds si,[4*0x41]

这里是把内存地址4 * 0x41 (= 0x104)处保存的4个字节(段和偏移值)读出。

跳转指令

jmpi

段间跳转指令-可以跳到指定的段地址

jmpi  go, INITSEG
///先设置CS段寄存器=INITSEG
///再设置IP寄存器=go
//然后进行jmp CS:IP 跳转地址这样的操作.

jnc

当进位标记C为0时跳转，为1时执行后面的指令。产生进位则C为1

中断信号

控制中断

CLI ：禁止中断发生

STI ：允许中断发生

int 0x13

13号中断

读写磁盘的中断调用
AH=0X02----要读磁盘内容到内存
AL=0X04----要读4个扇区
CL=0X2----要读的磁盘扇区从2号扇区开始.
CH=0—要读的磁盘扇区所在的柱面号为0
DH=0–要读的磁盘扇区所在的磁头号为0
DL=0x00—要读扇区所在的驱动号为0
AH=0x08 ----可以获得每个磁道的扇区个数
CL的低6位—存放每个磁道的扇区个数

int 0x10

int 0x10 主要调用了BIOS中断int 0x10 , 该中断的作用是在屏幕上输出信息.

AH(AH中的值通常被称为BIOS调用功能号).

AH=0X03 会取出当前光标的位置
DH寄存器会存放光标所在的行
DL存放光标所在的列
AH=0x13 + int 0x10 就会在屏幕上输出信息
ES:BP用来说明输出字符串所在的内存地址
CX表示要输出的字符个数
BL设置显示字符的属性
- 7表示黑底白字

循环移位

rol

循环左移指令：ROL DEST，COUNT

ROL（循环左移）指令把所有位都向左移。最高位复制到进位标志位和最低位。该指令格式与 SHL 指令相同。

X86汇编拾贝