汇编

汇编语言也是一门计算机编程语言。汇编指令是汇编语言的一部分，汇编指令和机器指令一一对应，每一条汇编指令都对应着一条机器指令。机器指令是二进制格式的，汇编指令使用符号来表示机器指令。

不同的 CPU 所支持的机器指令不一样，所以其汇编指令也不同，即使是相同的 CPU，不同的汇编工具和平台所使用的汇编指令格式也有些差别。

汇编指令：

0x0000000000400770:    add %rdx,%rax

编译成机器指令：

(gdb) x/3xb 0x40054d
0x40054d: 0x48    0x01    0xd0 # 机器指令
(gdb)

汇编指令格式

每一条汇编指令通常都由两部分组成：

1. 操作码：作码指示 CPU 执行什么操作，比如是执行加法，减法还是读写内存。每条指令都必须要有操作码。
2. 操作数：操作数表示指令的操作对象。比如加法操作需要两个加数，这两个加数就是这条指令的操作数。操作数的个数一般是 0 个，1 个或 2 个。

汇编指令示例

1. add %rdx,%rax：将 rdx 寄存器中的值加到 rax 寄存器中。

• add，表示执行加法操作，它有两个操作数，rdx 和 rax。
• 如果一条指令有两个操作数，那么第一个操作数叫做源操作数，第二个操作数叫做目的操作数，目的操作数表示这条指令执行完后结果应该保存的地方。
• 第二个操作数 rax 寄存器既是源操作数也是目的操作数，因为 rax 既是加法操作的两个加数之一，又得存放加法操作的结果。
• 指令执行完后 rax 寄存器的值发生了改变，指令执行前的值被覆盖而丢失了，如果 rax 寄存器之前的值还有用，那么就得先用指令把它保存到其它寄存器或内存之中。

2. callq 0x400526：调用函数，只有一个操作数，操作数是 0x400526，它是被调用函数的地址。
3. retq：没有操作数，表示从被调用函数返回到调用函数继续执行。

常用指令

mov

复制源操作数到目的操作数。例：

mov %rsp,%rbp      // 直接寻址，把 rsp 的值拷贝给 rbp，相当于 rbp = rsp

add/sub 指令

加减运算指令。例：

sub $0x350,%rsp      // 源操作数是立即操作数，目的操作数直接寻址。rsp = rsp - 0x350
add %rdx,%rax        // 直接寻址。rax = rax + rdx

$ 符号做前缀，这种操作数叫做立即操作数，表示它是一个常量。

call/ret 指令

• call 目标地址 指令执行函数调用，CPU 执行 call 指令时首先会把 rip 寄存器中的值入栈，然后设置 rip 值为目标地址，又因为 rip 寄存器决定了下一条需要执行的指令，所以当 CPU 执行完当前 call 指令后就会跳转到目标地址去执行（先把当前 rip 寄存器的值保存起来，因为要调用函数，所以把函数的目的地址放到 rip 寄存器中，这样 CPU 就可以跳转去执行目标地址的函数）。
• ret 指令从被调用的函数返回调用函数，它的实现原理是把 call 指令入栈的返回地址弹出给 rip 寄存器。

# 调用函数片段
0x0000000000400559: callq 0x400526 <sum>
0x000000000040055e: mov   %eax,-0x4(%rbp)
--------------------------------------------------
# 被调用函数片段
0x0000000000400526: push   %rbp
......
0x000000000040053f: retq  

函数调用过程

调用函数使用 callq 0x400526 指令调用 0x400526 处的函数，0x400526 是被调用函数的第一条指令所在的地址。0x40055e 会先从 rip 寄存器中取出入栈，然后把 rip 寄存器的值更新为 0x400526。被调用函数在 0x40053f 处执行 retq 指令返回调用函数继续执行 0x40055e 地址处的指令。

图中返回地址就是 0x40055e。

jmp/je/jle/jg/jge 等等 j 开头的指令

这些都属于跳转指令，操作码后面直接跟要跳转到的地址或存有地址的寄存器，这些指令与高级编程语言中的 goto 和 if 等语句对应。用法示例：

jmp   0x4005f2
jle   0x4005ee
jl    0x4005b8

push/pop 指令

专用于函数调用栈的入栈出栈指令，这两个指令都会自动修改 rsp 寄存器。

push  源操作数
pop   目的操作数

push 入栈时 rsp 寄存器的值先减去 8 把栈位置留出来（移动栈顶指针，因为是由高位到低位，所以是减 8），然后把操作数复制到 rsp 所指位置。

push 指令相当于：

sub   $8,%rsp
mov  源操作数,(%rsp)

pop 指令相当于：

mov( %rsp), 目的操作数
add $8,%rsp

leave 指令

leave 指令没有操作数，它一般放在函数的尾部 ret 指令之前，用于调整 rsp 和 rbp，这条指令相当于：

mov %rbp,%rsp
pop %rbp