汇编语言

汇编语言与逆向工程

发布日期: 2023-03-03

文章字数: 1.9k

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CPU简介

CPU的基本组成部件

时钟

机器指令的最小执行时间就是一个时钟周期

CPU的主频即为时钟频率，对CPU的整体性能具有直接影响
- 时钟周期
  
  时钟频率的倒数，是计算机中最小的时间单位
- CPU周期
  
  一条指令执行过程中被划分为若干阶段，每个阶段完成所需时间（需要确认）
- 指令周期
  
  是指计算机执行一条指令所需要的时间，通常包括指令取指、指令译码、指令执行和结果写回等几个步骤。
  
  三者的区别
  
  CPU周期指的是执行一条指令所需的时间，包括取指周期、指令译码周期、执行周期、访存周期和写回周期。这些周期的长度取决于CPU的设计，不同的CPU可能有不同的周期长度。
  
  指令周期指的是执行一条指令所需的若干个CPU周期。一条指令可能需要多个CPU周期才能完成，因此指令周期可以看作是CPU周期的集合。
  
  时钟周期指的是CPU内部时钟的一个周期，通常用来同步CPU内部各个部件的操作。CPU周期和指令周期都是以时钟周期为基础计算的，因此时钟周期可以看作是最基本的计时单位。
  
  总的来说，CPU周期是指执行指令所需的时间，指令周期是执行一条指令所需的多个CPU周期的集合，而时钟周期是CPU内部时钟的一个周期，用于同步各个部件的操作。
算数逻辑单元

即ALU
控制单元

即CU，是CPU的指挥中心
- 指令寄存器IR
- 指令译码器ID
- 指令控制器OC
- 指令指针寄存器EIP：程序不能直接访问EIP
存储单元
寄存器
- 八个通用寄存器
  
  EAX、EBX、ECX、EDX、EDI、ESI、ESP、EBP
- 一个指令指针寄存器EIP
  
  EIP始终指向下一条待执行指令的地址
- 一个CPU状态寄存器EFLAGS
- 六个段寄存器
总线
- 地址总线
- 数据总线
- 控制总线

寄存器

是中央处理器内部的组成部分，可用来暂存指令、数据和地址

寄存器分类

十六个基本寄存器如下：

通用寄存器（8个）

32位CPU通用寄存器：EAX、EBX、ECX、EDX、EDI、ESI、ESP、EBP

可以用于传送和暂存以下数据
- ==逻辑和算数运算的操作数==
- 用于地址运算的操作数
- 内存指针
EAX:累加寄存器，是操作数和结果数据的累加器

EBX:基址寄存器，指向DS段中数据的指针

ECX:计数寄存器，是字符串和循环操作的计数器

EDX:数据寄存器，I/O指针

为了实现与16位CPU的向下兼容（即对低十六位数据的存取）

这些低十六位寄存器分别命名为AX、BX、CX、DX

对低16位数据的存取，不会影响高16位的数据

为了兼容8086CPU的上一代CPU中8位寄存器，同样AX、BX、CX、DX这四个16位寄存器又可分为两个独立使用的8位寄存器来用：

AX可分为AH和AL

BX可分为BH和BL

CX可分为CH和CL

DX可分为DH和DL

==AX又可分为高8位的AH寄存器和低8位的AL寄存器，每个寄存器都有自己的名称，可独立存取，程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性，灵活地处理字/双字/字节的信息==

指针寄存器EBP、ESP和变址寄存器ESI、EDI

有类似的低16位寄存器BP、SP、SI、DI

但是它们不可分割成8位寄存器

==以上四个寄存器主要用于算数、逻辑运算（ADD\SUB\XOR\OR等）指令中，常用来保存常量与变量的值==

指针寄存器：

ESP:栈顶指针寄存器，用于存放当前堆栈的栈顶地址，专门用做堆栈指针

EBP:栈底指针寄存器，表示栈区域的基地址，永远指向当前函数栈的栈底位置

==上述两个寄存器，不可以作为一般通用寄存器使用==

变址寄存器：
ESI:字符串操作源指针，源变址寄存器

EDI:字符串操作目的指针，目的变址寄存器
==ESI和EDI与特定的串操作指令（MOVS/LODS/STOS）一起使用，在字符串操作的时候用的比较多
变址寄存器存放存储单元在段内的偏移量，用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式，为通过多种方式访问存储单元提供便利==
一个指令指针寄存器EIP

EIP始终指向下一条待执行指令的地址

在16位系统中：
- 保存着CPU下一条将要执行指令的偏移量(offset)，这个
  偏移量是相对于目前正在运行的代码段寄存器CS而言的
- 偏移量加上当前代码段的基地址，就形成了下一条指令
  的地址
在32位系统中：
- 它的大小为32位，是由原来的16位IP寄存器扩展而来
- 往往直接保存CPU下一条将要执行指令的地址
程序运行时，CPU会读取EIP中一条指令的地址，将指令传送到指令缓冲区后，EIP的值自动增加
CPU每次执行完一条指令，就会通过EIP寄存器读取并执行下一条指令
不能直接修改EIP的值，只能通过其他指令间接修改
- 这些特定指令包括JMP、JC、CALL、RET
- 可以通过中断或异常来修改EIP的值
一个CPU状态寄存器EFLAGS

主要有3种作用：
- 用来存储相关指令的某些执行结果
- 用来为CPU执行相关指令提供行为依据
- 用来控制CPU的相关工作方式
在IA-32中标志寄存器的名称为EFLAGS
- 大小为4个字节，共有32个位元，每一位都有专门的含义，记录特定的信息，每位的值为1或0，代表
  On/Off或True/False
- 包含一组状态标志、一个控制标志和一组系统标志
- 一些标志可以使用专用指令直接修改，但是没有指令可以将整个寄存器进行检查或修改
EFLAGS寄存器的32位标志可以分为4类：
– 系统标志(位8，9，14，16，17，18，19，20，21)和
IOPL(I/O Privilege Level)字段(位12，13)
 控制操作系统或执行操作，应用程序不能修改以上标志位
– 方向标志(DF，位10)：控制串操作指令的处理方向
DF=0，从低地址到高地址
DF=1，从高地址到低地址
– 状态标志(位0，2，4，6，7和11)：表示算数指令的运
算结果，如ADD、SUB、MUL和DIV指令
和应用程序运行状态密切相关，需掌握
– 预留标志位（位1，3，5，15，22-31）
DO NOT USE
六个段寄存器