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32位汇编

张一风2025年1月18日大约 8 分钟

调用约定 cdecl, stdcall, fastcall

cdecl、stdcall 和 fastcall 是三种常见的函数调用约定，主要在参数传递、栈清理和寄存器使用方面有所不同。以下是它们的详细区别：

1. cdecl (C Declaration)

  • 参数传递：参数从右到左压栈。
  • 栈清理：由调用者清理栈。
  • 寄存器使用：通常不使用寄存器传递参数。
  • 返回值：通过 eax 返回。
  • 可变参数：支持可变参数函数（如 printf）。

示例：

void __cdecl func(int a, int b);

调用时：

push b
push a
call func
add esp, 8  ; 调用者清理栈

2. stdcall (Standard Call)

  • 参数传递：参数从右到左压栈。
  • 栈清理：由被调用者清理栈。
  • 寄存器使用：通常不使用寄存器传递参数。
  • 返回值：通过 eax 返回。
  • 可变参数：不支持可变参数函数。

示例：

void __stdcall func(int a, int b);

调用时：

push b
push a
call func
; 被调用者清理栈

3. fastcall

  • 参数传递：前两个参数通过 ecx 和 edx 传递，其余从右到左压栈。
  • 栈清理：由被调用者清理栈。
  • 寄存器使用：使用 ecx 和 edx 传递前两个参数。
  • 返回值：通过 eax 返回。
  • 可变参数：不支持可变参数函数。

示例：

void __fastcall func(int a, int b, int c);

调用时：

mov ecx, a
mov edx, b
push c
call func
; 被调用者清理栈

总结对比

特性cdeclstdcallfastcall
参数传递从右到左压栈从右到左压栈前两个通过 ecx、edx，其余压栈
栈清理调用者清理被调用者清理被调用者清理
寄存器使用不使用不使用使用 ecx、edx
返回值eaxeaxeax
可变参数支持不支持不支持

适用场景

  • cdecl：适用于需要可变参数的函数，如 printf。
  • stdcall：常用于 Windows API，简化调用者代码。
  • fastcall：适用于性能要求高的场景，减少栈操作。

EFLAGS 寄存器

EFLAGS 是 x86 架构中的一个 32 位寄存器，用于存储处理器的状态和控制信息。它包含多个标志位，每个标志位反映了 CPU 操作的特定状态或控制某些操作的行为。EFLAGS 寄存器在程序执行、调试和系统控制中起着关键作用。

EFLAGS 的主要标志位

EFLAGS 寄存器包含多个标志位，以下是一些重要的标志位及其作用：

1. 状态标志（Status Flags）

这些标志反映算术和逻辑操作的结果。

  • CF (Carry Flag)：进位标志。表示无符号数运算的进位或借位。
  • PF (Parity Flag)：奇偶标志。表示结果中 1 的个数是否为偶数。
  • AF (Auxiliary Carry Flag)：辅助进位标志。用于 BCD 运算，表示低 4 位的进位或借位。
  • ZF (Zero Flag)：零标志。表示操作结果是否为零。
  • SF (Sign Flag)：符号标志。表示操作结果的符号（最高位）。
  • OF (Overflow Flag)：溢出标志。表示有符号数运算是否溢出。

2. 控制标志（Control Flags）

这些标志控制处理器的行为。

  • DF (Direction Flag)：方向标志。控制字符串操作的方向（std 设置 DF=1，从高到低；cld 清除 DF=0，从低到高）。
  • IF (Interrupt Enable Flag)：中断允许标志。控制是否响应可屏蔽硬件中断。
  • TF (Trap Flag)：陷阱标志。用于单步调试，设置后每条指令执行后触发调试异常。

3. 系统标志（System Flags）

这些标志用于操作系统和系统管理。

  • IOPL (I/O Privilege Level)：I/O 特权级别。决定当前程序执行 I/O 指令的权限。
  • NT (Nested Task)：嵌套任务标志。表示当前任务是否嵌套在另一个任务中。
  • RF (Resume Flag)：恢复标志。用于调试异常后恢复执行。
  • VM (Virtual 8086 Mode)：虚拟 8086 模式标志。表示处理器是否运行在虚拟 8086 模式。
  • AC (Alignment Check)：对齐检查标志。启用时检查内存访问是否对齐。
  • VIF (Virtual Interrupt Flag)：虚拟中断标志。虚拟模式下的中断允许标志。
  • VIP (Virtual Interrupt Pending)：虚拟中断挂起标志。虚拟模式下是否有挂起的中断。
  • ID (Identification Flag)：标识标志。表示 CPU 是否支持 CPUID 指令。

EFLAGS 的作用

  • 状态反馈：通过状态标志，程序可以判断算术和逻辑操作的结果（如是否为零、是否有进位等）。
  • 流程控制：通过条件跳转指令（如 jz、jnz、jc 等），程序可以根据标志位改变执行流程。
  • 系统管理：通过控制标志和系统标志，操作系统可以管理中断、调试和任务切换等。

示例

以下是一个简单的汇编代码示例，展示如何通过 EFLAGS 判断操作结果：

mov eax, 10
sub eax, 20  ; eax = -10
; 此时 EFLAGS 的状态：
; CF = 1（借位）
; ZF = 0（结果不为零）
; SF = 1（结果为负）
; OF = 0（无溢出）

总结

EFLAGS 寄存器是 x86 架构中用于存储处理器状态和控制信息的关键组件。通过状态标志、控制标志和系统标志，EFLAGS 在程序执行、调试和系统管理中发挥着重要作用。理解 EFLAGS 的标志位及其作用，对于编写和调试汇编代码至关重要。

EAX 寄存器

eax 经常作为函数的返回值，如果遇到

mov eax, 0

或者

xor eax, eax

这种情况，通常是将 eax 寄存器清零，以便作为函数的返回值。

跳转指令

相关信息

跳转指令通常与比较指令一起使用，用于根据比较结果执行不同的操作。

jmp 指令

jmp 指令用于无条件跳转到指定地址，是汇编语言中最基本的跳转指令。jmp 指令的语法如下：

jmp <目标地址>

jne 指令

jne 是根据 Zero Flag (ZF) 的状态决定是否跳转。如果 ZF 为 0（即上一条指令的结果不为零或不相等），则跳转到指定地址；否则，继续执行下一条指令。

jne <目标地址>

je 指令

je 是根据 Zero Flag (ZF) 的状态决定是否跳转。如果 ZF 为 1（即上一条指令的结果为零或相等），则跳转到指定地址；否则，继续执行下一条指令。

je <目标地址>

ret 指令

ret 指令用于从函数或子程序返回到调用者，并可带有可选的字节数参数，形式为 ret n，其中 n 是一个立即数。

ret <n>

作用

  1. 无参数 ret：

    • 从栈顶弹出返回地址，并跳转到该地址继续执行。
    • 通常用于无参数函数的返回。

  2. 带参数 ret n：

    • 除了弹出返回地址，还会将栈指针 esp 增加 n 字节，用于清理调用者压入栈的参数。
    • 常用于调用约定要求调用者清理栈的情况（如 stdcall）。

具体来说：

  • ret：

    • 弹出返回地址到 eip。
    • esp 增加 4 字节（32 位地址）。

  • ret n：

    • 弹出返回地址到 eip。
    • esp 增加 n + 4 字节（4 字节用于地址，n 字节用于参数）。

  • ret：适用于调用者不清理栈的情况（如 cdecl 调用约定）。

  • ret n：适用于被调用者清理栈的情况（如 stdcall 调用约定）。

比较指令

cmp 指令

cmp 指令用于比较两个操作数的大小，实际上是通过减法来实现的，但不保存结果，只更新标志寄存器。cmp 指令的语法如下：

cmp dest, src

cmp会将 dest - src 的结果保存在标志寄存器中，但不保存结果到目标操作数。通常，cmp 指令与条件跳转指令（如 je、jne）一起使用，用于比较两个值并根据结果执行不同的操作。

根据dest - src的结果，cmp 指令会更新以下标志位：

标志位名称说明
ZF零标志如果结果为 0，则 ZF = 1；否则 ZF = 0。
SF符号标志如果结果为负数，则 SF = 1；否则 SF = 0。
CF进位标志如果操作导致借位（无符号数下溢），则 CF = 1；否则 CF = 0。
OF溢出标志如果结果溢出（有符号数溢出），则 OF = 1；否则 OF = 0。
PF奇偶标志如果结果的最低字节中有偶数个 1，则 PF = 1；否则 PF = 0。
AF辅助进位标志如果结果的低 4 位向高 4 位有进位或借位，则 AF = 1；否则 AF = 0。

CMP常见的配合跳转指令

指令说明跳转条件
JE等于时跳转ZF = 1
JNE不等于时跳转ZF = 0
JG大于时跳转（有符号数）ZF = 0 且 SF = OF
JGE大于或等于时跳转（有符号数）SF = OF
JL小于时跳转（有符号数）SF ≠ OF
JLE小于或等于时跳转（有符号数）ZF = 1 或 SF ≠ OF
JA大于时跳转（无符号数）CF = 0 且 ZF = 0
JAE大于或等于时跳转（无符号数）CF = 0
JB小于时跳转（无符号数）CF = 1
JBE小于或等于时跳转（无符号数）CF = 1 或 ZF = 1

条件设置指令

setne 指令

setne 指令用于根据 ZF 标志位的状态设置一个字节寄存器的值。如果 ZF 为 0（即上一条指令的结果不为零或不相等），则将目标寄存器的值设置为 1；否则，设置为 0。

setne al
  • AL: 是 8 位寄存器 AX 的低 8 位部分。

因此，SETNE AL 的意思是：

  • 如果 零标志（ZF） 为 0（即前一条比较或算术指令的结果不相等），则将 AL 设置为 1。

  • 如果 零标志（ZF） 为 1（即前一条比较或算术指令的结果相等），则将 AL 设置为 0。

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