AT&T汇编语言（第三章 Using Integer）

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第三章 Using Integer

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提示：写完文章后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、操作内存

1.1 INDEXED MOEMORY MODE

索引访问内存。

base_address(offset_address,index,size)

1.2 INDIRECT ADDRESSING

movl $values, %edi #将values的地址赋值给edi寄存器
movl %ebx, (%edi) #将寄存器ebx中的值赋给以寄存器edi中数值作为地址指向的内存
#(%edi)用法是base_address(offset_address,index,size)演化而来，base_address为0，offset_address为%edi，index和size都为0，省略了。把寄存器%edi做指针用
movl $99, 4(%edi) #4也可以是负数

例子：

.section .data
output:
    .ascii "The value is x\n"
values:
    .int 1, 3, 5, 7, 9
 .section .text
 .globl main
 main:
    nop
    movl $output, %esi   # esi保存output的地址
    movl $0, %edi
loop:
    movl values(, %edi, 4), %eax
    addl $0x30, %eax
    movb %al, 13(%esi)  # (%esi)取内存地址为%esi的值，4(%esi)取内存地址为%esi+4的值
    movl $4, %eax       # write
    movl $1, %ebx       # 输出到屏幕
    movl $output, %ecx  # 输出数据
    movl $15, %edx      # 输出长度
    int $0x80           # 执行调用: write(1, output, 15)
    inc %edi            # 自增，等同于addl $1, %edi
    cmpl $5, %edi       # 比较，if (5 == %edi)
    jne loop            # jump to loop if not equal，即(5 != %edi)
    movl $0, %ebx       
    movl $1, %eax       # exit
    int $0x80           # call exit(0), ebx保存返回值

1.3 DATA EXCHANGE

XCHG作为原子操作，可以解决并发访问时，不可控的时序问题。
同时在加锁时，判断如果未加锁，则加锁，但是判断过程也课程被其他并发打断。
if (lock等于0)
{
lock 等于1
}
判断和赋值是两个原子操作，线程A在判断的时候，线程B、C可能同时也在判断。
线程A加上锁对于线程B、C已经没有用了，因为他们已经判断，并认为未上锁。
而XCHG的原子操作可以解决这个上锁、判断会被打断的问题。
右上角的伪汇编是Intel格式写的，我用AT&T重新一遍并解释
enter_region:
movl $1, %ebx #
xchg lock, %ebx
cmp $0, %ebx
jne enter_region
ret

1.4 Bubble Sort

for (out = array_size - 1; out > 0; out--)
{
    for (in = 0; in < out; in++)
    {
        if (array[in] > array[in+1])
        {
            swap(array[in], array[in+1]);
        }
    }
}

# bubble.s - An example of the XCHG instruction
.section .data
values:
    .int 105, 235, 61, 315, 134, 221, 53, 145, 117, 5
.section .text
.globl main
main:
    movl $values, %esi
    movl $9, %ecx
    movl $9, %ebx
loop:
    movl (%esi), %eax
    cmp %eax, 4(%esi)
    jge skip
    xchg %eax, 4(%esi)
    movl %eax, (%esi)
skip:
    add $4, %esi
    dec %ebx
    jnz loop
    dec %ecx
    jz end
    
    movl $values, %esi
    movl %ecx, %ebx
    jmp loop
end:
    movl $1, %eax
    movl $0, $ebx
    int $0x80

cmp source, destination，比较指令做desitination - source，但是结果不会放在destination中。只是会设置CF、OF、SF和ZF。
cmp之后用判断指令控制程序，例如je，jge等。

二、四则运算

2.1 ADD？ source, destination

在加法计算过程中，如果将操作数都看作有符号数，则判断计算结果（数学结果）的范围是否超出指定位数，如果超出则OF置1。或者可以判断同号操作数相加，如果最高位符号变化，则认为Overflow了。

如果将操作数都看作无符号数，则判断计算结果（数学结果）的范围是否超出指定位数的无符号数范围，超出则CF置1。以8bits无符号数为例，可以把CF看作增加的最高位，第9bits。如果计算结果进位，即CF等于1。

SF：Sign Flag of Result

Highest bit of Result	SF
1	1
0	0

ZF：Zero Flag of Result

Result	ZF
0	1
非0	0

2.2 SUB? source, destination

inc?,dec?不修改CF，但是修改OF、SF和ZF

2.3 MULTIPLY

2.3.1 UNSIGNED MULTIPY

先设置好AL、AX、EAX或者RAX，然后才能用mul?指令。
source的位数，决定了使用哪个寄存器。
计算结果会覆盖AL、AX、EAX、RAX
result是内存，Linux的内存是Little-Endian。所以低地址放低4字节，高地址放高4字节。
因为result比乘数位数大一倍，这里CF、OF和加法的进位、溢出用法不太一样。

2.3.2 SIGNED MULTIPLY

imul? source与mul?用法相同

2.4 DIVIDE

三、位移

3.1 SHIFT LEFT

sal与shl完全相同。左移不存在算术与逻辑之分。
CF保存最高位，恰好与进位的含义对应。如果高位是1，则作为无符号数大于等于128，左移1位就是乘2，大于等于256，所以需要进位。

3.2 SHIFT RIGHT

算术右移，右移补充的是高位的bit位。
逻辑右移，右移补充的是0。
当前右移的bit位，放入CF中，表示除2之后的余数。

3.3 ROTATE SHIFT

问题：带CF位循环位移时，第一次位移时，CF当前内容需要设置、默认是0还是随机？

4. 逻辑运算

运算符	说明
NOT	1个操作数，按位取反
AND	and? source, destination，两个操作数按位与
OR	两个操作数，按位或
XOR	两个操作数，按位异或

初始化为0操作：

xor %eax, %eax  # 据说需要3个时钟周期，所以一般都用xor进行初始化为0操作
movl $0, %eax   # 据说需要4个时钟周期

5. 总结