匯編語言程序設計

第一部分  匯編語言程序設計環(huán)境基礎
第1章  什么是匯編語言        1
1.1  處理器指令        1
1.1.1  指令碼處理        1
1.1.2  指令碼格式        2
1.2  高級語言        5
1.2.1  高級語言的種類        5
1.2.2  高級語言的特性        7
1.3  匯編語言        8
1.3.1  操作碼助記符        8
1.3.2  定義數(shù)據(jù)        9
1.3.3  命令        11
1.4  小結        11
第2章  IA-32平臺        13
2.1  IA-32處理器的核心部分        13
2.1.1  控制單元        14
2.1.2  執(zhí)行單元        18
2.1.3  寄存器        19
2.1.4  標志        21
2.2  IA-32的高級特性        23
2.2.1  x87浮點單元        23
2.2.2  多媒體擴展        24
2.2.3  流化SIMD擴展        24
2.2.4  超線程        25
2.3  IA-32處理器系列        25
2.3.1  Intel處理器        25
2.3.2  非Intel處理器        26
2.4  小結        27
第3章  相關的工具        29
3.1  開發(fā)工具        29
3.1.1  匯編器        29
3.1.2  連接器        31
3.1.3  調試器        31
3.1.4  編譯器        32
3.1.5  目標代碼反匯編器        32
3.1.6  簡檔器        33
3.2  GNU匯編器        33
3.2.1  安裝匯編器        33
3.2.2  使用匯編器        35
3.2.3  關于操作碼語法        36
3.3  GNU連接器        37
3.4  GNU編譯器        39
3.4.1  下載和安裝gcc        39
3.4.2  使用gcc        40
3.5  GNU調試器程序        42
3.5.1  下載和安裝gdb        42
3.5.2  使用gdb        42
3.6  KDE調試器        44
3.6.1  下載和安裝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簡檔器程序        48
3.8.1  使用簡檔器        48
3.8.2  簡檔范例        50
3.9  完整的匯編開發(fā)系統(tǒng)        51
3.9.1  Linux基礎        51
3.9.2  下載和運行MEPIS        52
3.9.3  新的開發(fā)系統(tǒng)        53
3.10  小結        53
第4章  匯編語言程序范例        55
4.1  程序的組成        55
4.1.1  定義段        55
4.1.2  定義起始點        55
4.2  創(chuàng)建簡單程序        56
4.2.1  CPUID指令        56
4.2.2  范例程序        58
4.2.3  構建可執(zhí)行程序        60
4.2.4  運行可執(zhí)行程序        60
4.2.5  使用編譯器進行匯編        60
4.3  調試程序        61
4.4  在匯編語言中使用C庫函數(shù)        65
4.4.1  使用printf        66
4.4.2  連接C庫函數(shù)        67
4.5  小結        68
第二部分  匯編語言程序設計基礎
第5章  傳送數(shù)據(jù)        71
5.1  定義數(shù)據(jù)元素        71
5.1.1  數(shù)據(jù)段        71
5.1.2  定義靜態(tài)符號        73
5.1.3  bss段        73
5.2  傳送數(shù)據(jù)元素        75
5.2.1  MOV指令格式        75
5.2.2  把立即數(shù)傳送到寄存器和內存        76
5.2.3  在寄存器之間傳送數(shù)據(jù)        77
5.2.4  在內存和寄存器之間傳送數(shù)據(jù)        77
5.3  條件傳送指令        83
5.3.1  CMOV指令        83
5.3.2  使用CMOV指令        85
5.4  交換數(shù)據(jù)        86
5.4.1  數(shù)據(jù)交換指令        87
5.4.2  使用數(shù)據(jù)交換指令        91
5.5  堆棧        93
5.5.1  堆棧如何工作        93
5.5.2  壓入和彈出數(shù)據(jù)        94
5.5.3  壓入和彈出所有寄存器        96
5.5.4  手動使用ESP和EBP寄存器        97
5.6  優(yōu)化內存訪問        97
5.7  小結        98
第6章  控制執(zhí)行流程        99
6.1  指令指針        99
6.2  無條件分支        100
6.2.1  跳轉        100
6.2.2  調用        103
6.2.3  中斷        106
6.3  條件分支        106
6.3.1  條件跳轉指令        106
6.3.2  比較指令        108
6.3.3  使用標志位的范例        109
6.4  循環(huán)        112
6.4.1  循環(huán)指令        112
6.4.2  循環(huán)范例        113
6.4.3  防止LOOP災難        113
6.5  模仿高級條件分支        114
6.5.1  if語句        115
6.5.2  for循環(huán)        118
6.6  優(yōu)化分支指令        120
6.6.1  分支預測        120
6.6.2  優(yōu)化技巧        122
6.7  小結        124
第7章  使用數(shù)字        126
7.1  數(shù)字數(shù)據(jù)類型        126
7.2  整數(shù)        127
7.2.1  標準整數(shù)長度        127
7.2.2  無符號整數(shù)        128
7.2.3  帶符號整數(shù)        129
7.2.4  使用帶符號整數(shù)        131
7.2.5  擴展整數(shù)        131
7.2.6  在GNU匯編器中定義整數(shù)        134
7.3  SIMD整數(shù)        135
7.3.1  MMX整數(shù)        136
7.3.2  傳送MMX整數(shù)        136
7.3.3  SSE整數(shù)        137
7.3.4  傳送SSE整數(shù)        138
7.4  二進制編碼的十進制        139
7.4.1  BCD是什么        140
7.4.2  FPU BCD值        140
7.4.3  傳送BCD值        141
7.5  浮點數(shù)        142
7.5.1  浮點數(shù)是什么        143
7.5.2  標準浮點數(shù)據(jù)類型        144
7.5.3  IA-32浮點值        146
7.5.4  在GNU匯編器中定義浮點值        146
7.5.5  傳送浮點值        146
7.5.6  使用預置的浮點值        148
7.5.7  SSE浮點數(shù)據(jù)類型        149
7.5.8  傳送SSE浮點值        150
7.6  轉換        153
7.6.1  轉換指令        154
7.6.2  轉換范例        154
7.7  小結        155
第8章  基本數(shù)學功能        157
8.1  整數(shù)運算        157
8.1.1  加法        157
8.1.2  減法        165
8.1.3  遞增和遞減        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  循環(huán)移位        178
8.3  十進制運算        178
8.3.1  不打包BCD的運算        178
8.3.2  打包BCD的運算        180
8.4  邏輯操作        181
8.4.1  布爾邏輯        182
8.4.2  位測試        182
8.5  小結        183
第9章  高級數(shù)學功能        185
9.1  FPU環(huán)境        185
9.1.1  FPU寄存器堆棧        185
9.1.2  FPU狀態(tài)、控制和標記寄存器        185
9.1.3  使用FPU堆棧        190
9.2  基本浮點運算        193
9.3  高級浮點運算        196
9.3.1  浮點功能        196
9.3.2  部分余數(shù)        199
9.3.3  三角函數(shù)        201
9.3.4  對數(shù)函數(shù)        203
9.4  浮點條件分支        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  保存和恢復FPU狀態(tài)        209
9.5.1  保存和恢復FPU環(huán)境        209
9.5.2  保存和恢復FPU狀態(tài)        210
9.6  等待和非等待指令        213
9.7  優(yōu)化浮點運算        213
9.8  小結        214
第10章  處理字符串        216
10.1  傳送字符串        216
10.1.1  MOVS指令        216
10.1.2  REP前綴        220
10.1.3  其他REP指令        224
10.2  存儲和加載字符串        225
10.2.1  LODS指令        225
10.2.2  STOS指令        225
10.2.3  構建自己的字符串函數(shù)        226
10.3  比較字符串        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  掃描字符串        232
10.4.1  SCAS指令        232
10.4.2  搜索多個字符        233
10.4.3  計算字符串長度        235
10.5  小結        236
第11章  使用函數(shù)        237
11.1  定義函數(shù)        237
11.2  匯編函數(shù)        238
11.2.1  編寫函數(shù)        239
11.2.2  訪問函數(shù)        240
11.2.3  函數(shù)的放置        242
11.2.4  使用寄存器        242
11.2.5  使用全局數(shù)據(jù)        243
11.3  按照C樣式傳遞數(shù)據(jù)值        244
11.3.1  回顧堆棧        244
11.3.2  在堆棧之中傳遞函數(shù)參數(shù)        244
11.3.3  函數(shù)開頭和結尾        246
11.3.4  定義局部函數(shù)數(shù)據(jù)        246
11.3.5  清空堆棧        247
11.3.6  范例        248
11.3.7  在操作之中監(jiān)視堆棧        249
11.4  使用獨立的函數(shù)文件        252
11.4.1  創(chuàng)建獨立的函數(shù)文件        252
11.4.2  創(chuàng)建可執(zhí)行文件        253
11.4.3  調試獨立的函數(shù)文件        254
11.5  使用命令行參數(shù)        255
11.5.1  程序剖析        255
11.5.2  分析堆棧        255
11.5.3  查看命令行參數(shù)        257
11.5.4  查看環(huán)境變量        258
11.5.5  使用命令行參數(shù)的范例        259
11.6  小結        261
第12章  使用Linux系統(tǒng)調用        262
12.1  Linux內核        262
12.1.1  內核組成        262
12.1.2  Linux內核版本        267
12.2  系統(tǒng)調用        268
12.2.1  查找系統(tǒng)調用        268
12.2.2  查找系統(tǒng)調用定義        269
12.2.3  常用系統(tǒng)調用        270
12.3  使用系統(tǒng)調用        271
12.4  復雜的系統(tǒng)調用返回值        275
12.4.1  sysinfo系統(tǒng)調用        276
12.4.2  使用返回結構        277
12.4.3  查看結果        278
12.5  跟蹤系統(tǒng)調用        278
12.5.1  strace程序        278
12.5.2  高級strace參數(shù)        279
12.5.3  監(jiān)視程序系統(tǒng)調用        280
12.5.4  附加到正在運行的程序        282
12.6  系統(tǒng)調用和C庫        284
12.6.1  C庫        284
12.6.2  跟蹤C函數(shù)        285
12.6.3  系統(tǒng)調用和C庫的比較        287
12.7  小結        287
第三部分  高級匯編語言技術
第13章  使用內聯(lián)匯編        289
13.1  什么是內聯(lián)匯編        289
13.2  基本的內聯(lián)匯編代碼        292
13.2.1  asm格式        292
13.2.2  使用全局C變量        294
13.2.3  使用volatile修飾符        296
13.2.4  使用替換的關鍵字        296
13.3  擴展asm        296
13.3.1  擴展asm格式        296
13.3.2  指定輸入值和輸出值        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  替換的占位符        302
13.3.7  改動的寄存器列表        303
13.3.8  使用內存位置        304
13.3.9  使用浮點值        305
13.3.10  處理跳轉        306
13.4  使用內聯(lián)匯編代碼        308
13.4.1  什么是宏        308
13.4.2  C宏函數(shù)        309
13.4.3  創(chuàng)建內聯(lián)匯編宏函數(shù)        310
13.5  小結        311
第14章  調用匯編庫        312
14.1  創(chuàng)建匯編函數(shù)        312
14.2  編譯C和匯編程序        313
14.2.1  編譯匯編源代碼文件        314
14.2.2  使用匯編目標代碼文件        314
14.2.3  可執(zhí)行文件        315
14.3  在C程序中使用匯編函數(shù)        317
14.3.1  使用整數(shù)返回值        317
14.3.2  使用字符串返回值        318
14.3.3  使用浮點返回值        321
14.3.4  使用多個輸入值        322
14.3.5  使用混合數(shù)據(jù)類型的輸入值        323
14.4  在C++程序中使用匯編函數(shù)        327
14.5  創(chuàng)建靜態(tài)庫        328
14.5.1  什么是靜態(tài)庫        328
14.5.2  ar命令        328
14.5.3  創(chuàng)建靜態(tài)庫文件        329
14.5.4  編譯靜態(tài)庫        331
14.6  使用共享庫        331
14.6.1  什么是共享庫        331
14.6.2  創(chuàng)建共享庫        332
14.6.3  編譯共享庫        332
14.6.4  運行使用共享庫的程序        333
14.7  調試匯編函數(shù)        334
14.7.1  調試C程序        334
14.7.2  調試匯編函數(shù)        336
14.8  小結        337
第15章  優(yōu)化例程        338
15.1  優(yōu)化編譯器代碼        338
15.1.1  編譯器優(yōu)化級別1        338
15.1.2  編譯器優(yōu)化級別2        339
15.1.3  編譯器優(yōu)化級別3        341
15.2  創(chuàng)建優(yōu)化的代碼        341
15.2.1  生成匯編語言代碼        341
15.2.2  查看優(yōu)化的代碼        344
15.2.3  重新編譯優(yōu)化的代碼        345
15.3  優(yōu)化技巧        345
15.3.1  優(yōu)化運算        345
15.3.2  優(yōu)化變量        348
15.3.3  優(yōu)化循環(huán)        352
15.3.4  優(yōu)化條件分支        356
15.3.5  通用子表達式消除        361
15.4  小結        363
第16章  使用文件        365
16.1  文件處理順序        365
16.2  打開和關閉文件        366
16.2.1  訪問類型        366
16.2.2  UNIX權限        367
16.2.3  打開文件代碼        368
16.2.4  打開錯誤返回代碼        369
16.2.5  關閉文件        370
16.3  寫入文件        370
16.3.1  簡單的寫入范例        370
16.3.2  改變文件訪問模式        372
16.3.3  處理文件錯誤        372
16.4  讀取文件        373
16.4.1  簡單的讀取范例        374
16.4.2  更加復雜的讀取范例        375
16.5  讀取、處理和寫入數(shù)據(jù)        377
16.6  內存映射文件        379
16.6.1  什么是內存映射文件        379
16.6.2  mmap系統(tǒng)調用        380
16.6.3  mmap匯編語言格式        381
16.6.4  mmap范例        383
16.7  小結        387
第17章  使用高級IA-32特性        388
17.1  SIMD簡介        388
17.1.1  MMX        388
17.1.2  SSE        389
17.1.3  SSE2        389
17.2  檢測支持的SIMD操作        390
17.2.1  檢測支持        390
17.2.2  SIMD特性程序        391
17.3  使用MMX指令        392
17.3.1  加載和獲得打包的整數(shù)值        393
17.3.2  執(zhí)行MMX操作        393
17.4  使用SSE指令        400
17.4.1  傳送數(shù)據(jù)        400
17.4.2  處理數(shù)據(jù)        401
17.5  使用SSE2指令        405
17.5.1  傳送數(shù)據(jù)        405
17.5.2  處理數(shù)據(jù)        406
17.6  SSE3指令        408
17.7  小結        409