第四篇:汇编基础:运算指令、显示ASCII字符

本篇会介绍运算指令和寄存器是如何交互的,以及使用运算指令计算的结果并且将计算结果以ASCII字符的形式输出到命令行终端。

运算指令

用于对寄存器的数学运算的形式通常为:
运算指令 寄存器名称, 数据值/寄存器名称

第一个寄存器是整个运算语句中的被运算对象。例如:

add rax,5
sub rbx,rax

因为在逗号前的第一个寄存器是要被操作的对象,因此像“add rax,5”这样的语句的效果是将rax所指向的值将按照5递增。“sub rbx,rax”这种情况是rax所指向的值没有变化,但rbx所指向的值会被rax中所指的值递减。

运算指令一览表

上表有些需要注意的地方

  • mul,dev这两个运算指令是仅带一个参数,这是因为汇编语法中已经假设它的第一个参数是rax寄存器,因此当你使用他们的时候必须紧记隐式第一个参数是rax寄存器,并且只需添加一个参数即可。
  • 对于“add x,y”和“sub x,y” 有符号和无符号的加法和减法几乎相同。但它们不适用于乘除法。 因此,在汇编中拥有专门用于带符号乘法和除法运算指令分别是imul和idiv。
  • neg运算指令用于对寄存器所指向的值取反。
    • 若值为负,取反后变正。
    • 若值为正,取反后变负。
  • adc x,y”除了和“add x,y”的运算效果相同之外, 当你执行add指令的时候,会向被操作的寄存器添加Carry 标记。
  • sbb x,y”除了和“sub x,y”的运算效果相同之外,当你执行sbb指令的时候,会从被操作的寄存器减去Carry标记

因此,如果您还不了解ASCII,那么我想谈一谈,这是现代计算机代表的文本字符串的方法。计算机仅存储数字,因此ASCII通过映射数字来指定字符(字母,数字, 符号等)。

ASCII字码表

ASCII使用7位二进制代码表示字符。但是,由于8位字节是信息的主要单位,现代计算机通常支持8位代码扩展ASCII。以下是一个通用的ASCII字符表。

数据来源于网络

显示数字符号

这是一个简单的代码,用于显示0到9之间的数字,显示的数字来自rax寄存器

sss12.png
  1. rax寄存器中的值+48,所以我使用如下指令“add rax,48”,所以如果rax等于48,翻查ASCII字码表,字码“48”就是是字符“0”的值,所以字码值“48”加“1”就是字符“1”的字码值,以此类推,如果我将字码值“3”和rax放在一起即对应的指令是“add rax,3”那么我将字码值“48”加3是字码值“51”也就是字符“3

  2. 然后将rax寄存器的低字节移入“number”的内存地址中实际上“ number”是用两个字节定义的,即0和10,这是换行符。由于我们仅将rax寄存器的低字节加载到“ number”中,因此它只会覆盖前一个字节,而不会影响换行符.

    备注:rax寄存器的“低字节”就是al寄存器,如果你不熟悉的话,建议看看《第二遍:汇编语言基础:寄存器和系统调用》

  3. 然后,我们将两个字节打印到屏幕上。 由于我们的长度设置为2,因此将显示数字和换行符。我们再次复习一下下面的语句。如果你觉得很陌生,请看《第二遍:汇编语言基础:寄存器和系统调用》

    • mov rax,1:这是将系统调用ID为1的syswrite加载到rax寄存器
    • mov rdi,1 :这是将标准输出的文件描述符加载到rdi寄存器
    • mov rsi,number:将number的内存地址加载rsi寄存器
    • mov rdx,2:字符串的长度加载到rdx寄存器.
    • syscall:每次执行系统调用结尾必须使用的关键字
    • ret:表示_printNumber这个程序例程执行完成后,返回调用代码原先的执行点。

您可以使用此子例程在0-9之间显示一个数字,方法是将该数字加载到rax寄存器中,然后调用该子例程

mov rax, 5
call _printNumber

将会显示5

我们将之前两节的内容做一个综合的实例



你认为这个程序编译成机器码后会输出什么数字?没错就是3和6!!
这个综合示例浓缩了很多个知识点。

  • 知识点1:x86_64架构下每个寄存器与系统调用的参数如何交互
  • 知识点2:call 指令和子例程中的return如何交互。
  • 知识点3:运算指令如何和寄存器交互
  • 知识点4:如何输出ASCII字符。

如果你还不熟悉的话,可以翻翻我前面3篇的详细介绍。

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