汇编语言入门


前置知识

首先，将汇编代码转换为机器码：

$ yasm -f macho64 hello-world.asm

汇编语言是什么

CPU是敏捷的，又是愚蠢的。本质上，它只能阅读0和1这两种数字，但是却可以每秒钟进行数百万次运算。看似矛盾的说法，在阅读完本文后，相信读者会有自己的答案。

我们平时编写的诸如 Java, Python, Javascript 等均属于“高级语言”。计算机（机器）本身是无法理解这些代码的。举个例子，对于有听力障碍的人士，需要手语师将语言转换为手势。

这些高级编程语言，不能直接在计算机硬件上执行**，需要将代码转换为计算机可以理解的机器语言（通常是机器代码或字节码）**。

虽然高级编程语言具有易读、易编写和跨平台等优点，但作为低级语言，汇编语言在某些情况下仍然具有重要意义。它可以：

  • 直接与系统硬件交互
  • 消耗更少的资源，可用于优化性能

需要注意的是，无论高级语言还是低级语言，最终都需要先转换为机器码才能运行。

掌握汇编语言后，你可以收获：

  • 深入理解计算机内部工作原理
  • 优化现有高级语言代码的性能
  • 编写操作系统和底层驱动程序
  • 逆向破解程序

常见的汇编语言类型有：

  • X86
  • ARM
  • 6502
  • …

机器码

机器码是CPU可以直接运行的代码。通常情况下，我们不需要手动编写机器码，而是使用汇编器将汇编代码（或者其他高级语言）转换为机器码。

机器码大概长这样：

10111000000000000000011
00000000010100000000110

然而这样的代码难以记忆又不方便调式，于是人们造出了汇编语言。

汇编语言的核心是汇编指令。

在汇编语言中，我们可以使用寄存器来存储变量。例如，使用mov指令将数据存储到寄存器中，使用add指令将两个寄存器中的数据相加。

函数是汇编语言中的一个重要概念。与高级语言中的函数类似，汇编语言中的函数也可以接受参数并返回值。我们可以使用call指令来调用函数，使用ret指令返回函数结果。

下面我们将讲解汇编语言中的常见用法。

变量操作

条件控制

在Javascript中，常见的条件控制语法如下：

if (condition) {
  // do something
} else {
  // do something else
}

在汇编语言中，我们可以使用cmp指令进行比较，使用je和jne指令进行跳转：

其中：

  • je 代表 Jump if Equal
  • jne 代表 Jump if Not Equal
    mov eax, 1      ; set eax to 1
    cmp eax, 1      ; compare eax to 1
    je true_label   ; jump to true_label if equal
    ; do something if not equal
    jmp end_label   ; jump to end_label
true_label:
    ; do something if equal
end_label:

以上代码将实现一个简单的if/else语句块。

循环处理

由于汇编语言缺少很多更高级语言的“语法糖”，很多场景下我们需要模拟一些高级语言的特性。

例如，在Javascript中的循环写法如下

for (let i = 0; i < 10; i++) {
  // do something
}

在汇编语言中，我们可以使用cmp指令进行比较，使用jmp指令进行跳转：

    mov rcx, 0      ; initialize counter
loop_start:
    cmp rcx, 10     ; compare counter to 10
    jge loop_end    ; jump to end if greater than or equal to 10
    ; do something
    inc rcx         ; increment counter
    jmp loop_start  ; jump to loop_start
loop_end:

以上代码将实现一个从0到9的计数器。

函数

实战：编写一个汇编程序


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