汇编语言程序设计

第一部分 汇编语言程序设计环境基础

第1章 什么是汇编语言 1

1.1 处理器指令 1

1.1.1 指令码处理 1

1.1.2 指令码格式 2

1.2 高级语言 5

1.2.1 高级语言的种类 5

1.2.2 高级语言的特性 7

1.3 汇编语言 8

1.3.1 操作码助记符 8

1.3.2 定义数据 9

1.3.3 命令 11

1.4 小结 11

第2章 IA-32平台 13

2.1 IA-32处理器的核心部分 13

2.1.1 控制单元 14

2.1.2 执行单元 18

2.1.3 寄存器 19

2.1.4 标志 21

2.2 IA-32的高级特性 23

2.2.1 x87浮点单元 23

2.2.2 多媒体扩展 24

2.2.3 流化SIMD扩展 24

2.2.4 超线程 25

2.3 IA-32处理器系列 25

2.3.1 Intel处理器 25

2.3.2 非Intel处理器 26

2.4 小结 27

第3章 相关的工具 29

3.1 开发工具 29

3.1.1 汇编器 29

3.1.2 连接器 31

3.1.3 调试器 31

3.1.4 编译器 32

3.1.5 目标代码反汇编器 32

3.1.6 简档器 33

3.2 GNU汇编器 33

3.2.1 安装汇编器 33

3.2.2 使用汇编器 35

3.2.3 关于操作码语法 36

3.3 GNU连接器 37

3.4 GNU编译器 39

3.4.1 下载和安装gcc 39

3.4.2 使用gcc 40

3.5 GNU调试器程序 42

3.5.1 下载和安装gdb 42

3.5.2 使用gdb 42

3.6 KDE调试器 44

3.6.1 下载和安装kdbg 44

3.6.2 使用kdbg 45

3.7 GNU objdump程序 46

3.7.1 使用objdump 46

3.7.2 objdump范例 47

3.8 GNU简档器程序 48

3.8.1 使用简档器 48

3.8.2 简档范例 50

3.9 完整的汇编开发系统 51

3.9.1 Linux基础 51

3.9.2 下载和运行MEPIS 52

3.9.3 新的开发系统 53

3.10 小结 53

第4章 汇编语言程序范例 55

4.1 程序的组成 55

4.1.1 定义段 55

4.1.2 定义起始点 55

4.2 创建简单程序 56

4.2.1 CPUID指令 56

4.2.2 范例程序 58

4.2.3 构建可执行程序 60

4.2.4 运行可执行程序 60

4.2.5 使用编译器进行汇编 60

4.3 调试程序 61

4.4 在汇编语言中使用C库函数 65

4.4.1 使用printf 66

4.4.2 连接C库函数 67

4.5 小结 68

第二部分 汇编语言程序设计基础

第5章 传送数据 71

5.1 定义数据元素 71

5.1.1 数据段 71

5.1.2 定义静态符号 73

5.1.3 bss段 73

5.2 传送数据元素 75

5.2.1 MOV指令格式 75

5.2.2 把立即数传送到寄存器和内存 76

5.2.3 在寄存器之间传送数据 77

5.2.4 在内存和寄存器之间传送数据 77

5.3 条件传送指令 83

5.3.1 CMOV指令 83

5.3.2 使用CMOV指令 85

5.4 交换数据 86

5.4.1 数据交换指令 87

5.4.2 使用数据交换指令 91

5.5 堆栈 93

5.5.1 堆栈如何工作 93

5.5.2 压入和弹出数据 94

5.5.3 压入和弹出所有寄存器 96

5.5.4 手动使用ESP和EBP寄存器 97

5.6 优化内存访问 97

5.7 小结 98

第6章 控制执行流程 99

6.1 指令指针 99

6.2 无条件分支 100

6.2.1 跳转 100

6.2.2 调用 103

6.2.3 中断 106

6.3 条件分支 106

6.3.1 条件跳转指令 106

6.3.2 比较指令 108

6.3.3 使用标志位的范例 109

6.4 循环 112

6.4.1 循环指令 112

6.4.2 循环范例 113

6.4.3 防止LOOP灾难 113

6.5 模仿高级条件分支 114

6.5.1 if语句 115

6.5.2 for循环 118

6.6 优化分支指令 120

6.6.1 分支预测 120

6.6.2 优化技巧 122

6.7 小结 124

第7章 使用数字 126

7.1 数字数据类型 126

7.2 整数 127

7.2.1 标准整数长度 127

7.2.2 无符号整数 128

7.2.3 带符号整数 129

7.2.4 使用带符号整数 131

7.2.5 扩展整数 131

7.2.6 在GNU汇编器中定义整数 134

7.3 SIMD整数 135

7.3.1 MMX整数 136

7.3.2 传送MMX整数 136

7.3.3 SSE整数 137

7.3.4 传送SSE整数 138

7.4 二进制编码的十进制 139

7.4.1 BCD是什么 140

7.4.2 FPU BCD值 140

7.4.3 传送BCD值 141

7.5 浮点数 142

7.5.1 浮点数是什么 143

7.5.2 标准浮点数据类型 144

7.5.3 IA-32浮点值 146

7.5.4 在GNU汇编器中定义浮点值 146

7.5.5 传送浮点值 146

7.5.6 使用预置的浮点值 148

7.5.7 SSE浮点数据类型 149

7.5.8 传送SSE浮点值 150

7.6 转换 153

7.6.1 转换指令 154

7.6.2 转换范例 154

7.7 小结 155

第8章 基本数学功能 157

8.1 整数运算 157

8.1.1 加法 157

8.1.2 减法 165

8.1.3 递增和递减 169

8.1.4 乘法 169

8.1.5 除法 173

8.2 移位指令 175

8.2.1 移位乘法 175

8.2.2 移位除法 177

8.2.3 循环移位 178

8.3 十进制运算 178

8.3.1 不打包BCD的运算 178

8.3.2 打包BCD的运算 180

8.4 逻辑操作 181

8.4.1 布尔逻辑 182

8.4.2 位测试 182

8.5 小结 183

第9章 高级数学功能 185

9.1 FPU环境 185

9.1.1 FPU寄存器堆栈 185

9.1.2 FPU状态、控制和标记寄存器 185

9.1.3 使用FPU堆栈 190

9.2 基本浮点运算 193

9.3 高级浮点运算 196

9.3.1 浮点功能 196

9.3.2 部分余数 199

9.3.3 三角函数 201

9.3.4 对数函数 203

9.4 浮点条件分支 205

9.4.1 FCOM指令系列 205

9.4.2 FCOMI指令系列 207

9.4.3 FCMOV指令系列 208

9.5 保存和恢复FPU状态 209

9.5.1 保存和恢复FPU环境 209

9.5.2 保存和恢复FPU状态 210

9.6 等待和非等待指令 213

9.7 优化浮点运算 213

9.8 小结 214

第10章 处理字符串 216

10.1 传送字符串 216

10.1.1 MOVS指令 216

10.1.2 REP前缀 220

10.1.3 其他REP指令 224

10.2 存储和加载字符串 225

10.2.1 LODS指令 225

10.2.2 STOS指令 225

10.2.3 构建自己的字符串函数 226

10.3 比较字符串 227

10.3.1 CMPS指令 228

10.3.2 CMPS和REP一起使用 229

10.3.3 字符串不等 230

10.4 扫描字符串 232

10.4.1 SCAS指令 232

10.4.2 搜索多个字符 233

10.4.3 计算字符串长度 235

10.5 小结 236

第11章 使用函数 237

11.1 定义函数 237

11.2 汇编函数 238

11.2.1 编写函数 239

11.2.2 访问函数 240

11.2.3 函数的放置 242

11.2.4 使用寄存器 242

11.2.5 使用全局数据 243

11.3 按照C样式传递数据值 244

11.3.1 回顾堆栈 244

11.3.2 在堆栈之中传递函数参数 244

11.3.3 函数开头和结尾 246

11.3.4 定义局部函数数据 246

11.3.5 清空堆栈 247

11.3.6 范例 248

11.3.7 在操作之中监视堆栈 249

11.4 使用独立的函数文件 252

11.4.1 创建独立的函数文件 252

11.4.2 创建可执行文件 253

11.4.3 调试独立的函数文件 254

11.5 使用命令行参数 255

11.5.1 程序剖析 255

11.5.2 分析堆栈 255

11.5.3 查看命令行参数 257

11.5.4 查看环境变量 258

11.5.5 使用命令行参数的范例 259

11.6 小结 261

第12章 使用Linux系统调用 262

12.1 Linux内核 262

12.1.1 内核组成 262

12.1.2 Linux内核版本 267

12.2 系统调用 268

12.2.1 查找系统调用 268

12.2.2 查找系统调用定义 269

12.2.3 常用系统调用 270

12.3 使用系统调用 271

12.4 复杂的系统调用返回值 275

12.4.1 sysinfo系统调用 276

12.4.2 使用返回结构 277

12.4.3 查看结果 278

12.5 跟踪系统调用 278

12.5.1 strace程序 278

12.5.2 高级strace参数 279

12.5.3 监视程序系统调用 280

12.5.4 附加到正在运行的程序 282

12.6 系统调用和C库 284

12.6.1 C库 284

12.6.2 跟踪C函数 285

12.6.3 系统调用和C库的比较 287

12.7 小结 287

第三部分 高级汇编语言技术

第13章 使用内联汇编 289

13.1 什么是内联汇编 289

13.2 基本的内联汇编代码 292

13.2.1 asm格式 292

13.2.2 使用全局C变量 294

13.2.3 使用volatile修饰符 296

13.2.4 使用替换的关键字 296

13.3 扩展asm 296

13.3.1 扩展asm格式 296

13.3.2 指定输入值和输出值 297

13.3.3 使用寄存器 298

13.3.4 使用占位符 299

13.3.5 引用占位符 301

13.3.6 替换的占位符 302

13.3.7 改动的寄存器列表 303

13.3.8 使用内存位置 304

13.3.9 使用浮点值 305

13.3.10 处理跳转 306

13.4 使用内联汇编代码 308

13.4.1 什么是宏 308

13.4.2 C宏函数 309

13.4.3 创建内联汇编宏函数 310

13.5 小结 311

第14章 调用汇编库 312

14.1 创建汇编函数 312

14.2 编译C和汇编程序 313

14.2.1 编译汇编源代码文件 314

14.2.2 使用汇编目标代码文件 314

14.2.3 可执行文件 315

14.3 在C程序中使用汇编函数 317

14.3.1 使用整数返回值 317

14.3.2 使用字符串返回值 318

14.3.3 使用浮点返回值 321

14.3.4 使用多个输入值 322

14.3.5 使用混合数据类型的输入值 323

14.4 在C++程序中使用汇编函数 327

14.5 创建静态库 328

14.5.1 什么是静态库 328

14.5.2 ar命令 328

14.5.3 创建静态库文件 329

14.5.4 编译静态库 331

14.6 使用共享库 331

14.6.1 什么是共享库 331

14.6.2 创建共享库 332

14.6.3 编译共享库 332

14.6.4 运行使用共享库的程序 333

14.7 调试汇编函数 334

14.7.1 调试C程序 334

14.7.2 调试汇编函数 336

14.8 小结 337

第15章 优化例程 338

15.1 优化编译器代码 338

15.1.1 编译器优化级别1 338

15.1.2 编译器优化级别2 339

15.1.3 编译器优化级别3 341

15.2 创建优化的代码 341

15.2.1 生成汇编语言代码 341

15.2.2 查看优化的代码 344

15.2.3 重新编译优化的代码 345

15.3 优化技巧 345

15.3.1 优化运算 345

15.3.2 优化变量 348

15.3.3 优化循环 352

15.3.4 优化条件分支 356

15.3.5 通用子表达式消除 361

15.4 小结 363

第16章 使用文件 365

16.1 文件处理顺序 365

16.2 打开和关闭文件 366

16.2.1 访问类型 366

16.2.2 UNIX权限 367

16.2.3 打开文件代码 368

16.2.4 打开错误返回代码 369

16.2.5 关闭文件 370

16.3 写入文件 370

16.3.1 简单的写入范例 370

16.3.2 改变文件访问模式 372

16.3.3 处理文件错误 372

16.4 读取文件 373

16.4.1 简单的读取范例 374

16.4.2 更加复杂的读取范例 375

16.5 读取、处理和写入数据 377

16.6 内存映射文件 379

16.6.1 什么是内存映射文件 379

16.6.2 mmap系统调用 380

16.6.3 mmap汇编语言格式 381

16.6.4 mmap范例 383

16.7 小结 387

第17章 使用高级IA-32特性 388

17.1 SIMD简介 388

17.1.1 MMX 388

17.1.2 SSE 389

17.1.3 SSE2 389

17.2 检测支持的SIMD操作 390

17.2.1 检测支持 390

17.2.2 SIMD特性程序 391

17.3 使用MMX指令 392

17.3.1 加载和获得打包的整数值 393

17.3.2 执行MMX操作 393

17.4 使用SSE指令 400

17.4.1 传送数据 400

17.4.2 处理数据 401

17.5 使用SSE2指令 405

17.5.1 传送数据 405

17.5.2 处理数据 406

17.6 SSE3指令 408

17.7 小结 409