nasm使用

nasm是一种挥基于x86的汇编与反汇编软件。可以用于实现一些简单的功能或是简单操作系统

一、安装与使用

在Ubuntu环境下，可用使用sudo apt-get install nasm指令来安装nasm。在Windows或其他地方应该也有自己的安装方法

在安装完毕后，我们需要自己编写一个.asm文件，里面存放的就是汇编代码。

想要编译这个文件（例如文件名为main.asm），可用使用指令：

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nasm –felf32 main.asm

生成一个elf文件。

然后使用以下指令：

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ld main.o

进行链接。

注意：如果这里提示ld命令未找到的话，可以使用以下命令安装：

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apt-get install libvcflib-tools

注意：如果使用后提示incompatible with i386:x86-64 output的话，就是说你的虚拟机是64位的。解决方法是先把刚刚生成的.o文件删除，然后把上一步指令的-felf32改为-felf64，重新执行，就可以了

链接完毕后可用开始运行。输入以下命令：

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./main.out

就可以成功运行。

二、基本结构

1、section划分

以以下段代码为例：

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;Section to store initialized variables
section .data
string: db 'Hello World', 0Ah
length: equ $-string

;Section to store uninitialized variables
section .bss
var: resb 1

section .text
global _start:
_start:
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, string
mov edx, length
int 80h

;System Call to exit
mov eax, 1
mov ebx, 0
int 80h

其中，;后面的内容表示的是注释。

这部分内容中包含不同的section。每一个section表示的是一个板块，有不同的功能，例如：

  • section .data表示用于声明并且初始化变量。
  • section .bss表示用于声明变量但不初始化
  • section .text表示存放可执行代码的部分，程序的入口。

2、.data部分操作

数据空间大小

不同的标识定义了一块不同的数据空间大小：

x 含义 字节数量
b BYTE 1
w WORD 2
d DOUBLE WORD 4
q QUAD WORD 8
t TEN WORD 20

以下是全部的数据类型，包括写法：

数据类型写法 含义
BYTE 8位无符号整数，B代表字节
SBYTE 8位有符号整数，S代表有符号
WORD 16位无符号整数
SWORD 16位有符号整数
DWORD 32位无符号整数，D代表双字
SDWORD 32位有符号整数，SD代表有符号双字
FWORD 48位整数(保护模式中的远指针)
QWORD 80位(10字节整数)，T代表10字节
REAL4 32位(4字节)IEEE短实数
REAL8 64位(8字节)IEEE长实数
REAL10 80位(10字节)IEEE拓展实数s

声明变量

在.data中可以声明不同的变量。例如：

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string: db 'Hello World', 0Ah

表示声明一个字符串变量。其中，string是一个标签，只用于指示内存中的地址，可以替换为其他名词。而db才是用于定义变量类型，为变量分配内存并初始化。0Ah表示换行符。

注意这里的db的b代表的就是byte，1字节。通常字符串都使用1字节的空间组成

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length: equ $-string

表示声明一个符号表达式，使用equ。其中$表示当前位置的地址，而string表示之前声明过的标记所在的内存地址。

可以同时声明多个变量，只需要用逗号隔开

3、.bss部分操作

在.bss中可以声明未初始化的全局或静态变量。

声明变量

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var: resb 2

resx表示每个单位大小，2表示数量。这里的resb表示的单位大小为1字节，声明两个大小1字节的空间，类似数组

4、.text部分操作

这一部分用于存放可执行的代码。

添加程序入口点

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global _start:
_start:

global声明一个标签标识这个标签可以被其他源文件访问或引用。

5、寄存器

通用寄存器

注意寄存器有不同的长度，使用时需要注意

  • EAX,EBX,ECX,EDX等等为4字节
  • AX,BX,CX,DX为2字节
  • AH,AL,BH,BL等为1字节

**注意：**如果在64位机器中还存在着rax，rbx等寄存器。它们的大小为8字节。

三、基础语法

使用指令

指令名+一些寄存器名/立即数

例如：

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MOV eax 10

表示把10存入eax中

访问变量：解引用

语法是变量大小[变量地址]

这个方法可以用于读取变量的值。因为通常标签存储的是地址。如果你想把标签当成变量名使用，访问变量的内容，就需要解引用。

例如：

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BYTE[label]

表示访问的是label位置的大小为1字节的一个变量

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dword[ebx]

表示将ebx中的内容视为一个地址，访问这个地址指向的一块4字节大小的内容。相当于地址的间接引用

系统调用

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int 80h

通常int指令用于中断。它会转移到中断向量所指向的中断服务程序。这里的80h表示的是系统调用。

在系统调用前需要先设置eax和其他寄存器的值。例如

  • sys_write：写入数据，置eax为4，并且ebx需要设置为输出目的地（0=标准输入，1=标准输出，2=标准错误输出）。如果想要打印到屏幕上可以置ebx为1。ecx表示写入的数据地址，edx表示写入数据大小
  • sys_read：读入数据，置eax为3，ebx与sys_write相同。如果想要从控制台读入，那么你需要置ebx位0。之后，ecx表示读入的数据存放的地址，edx表示最多读取大小。
  • sys_exit：退出程序，置eax为1，ebx为0

预处理指令

例如：

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%ifdef DEBUG
    ;打印提示信息
    mov rsi, out_string
    mov rdx, out_string_length
    call print

    ;打印输入的字符
    mov rsi, in_char
    mov rdx, input_buffer_length
    call print
%endif

当代码中使用%define定义了DEBUG的时候，这段代码就会被执行

函数

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call function

使用call指令，function是函数名，它是一个标签。

函数中可以在最后添加一个ret，当执行到ret时就会返回到调用函数的位置

宏

宏类似一个函数，可以拥有参数、函数名。

例如：

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%macro print_msg 1
    mov eax, 4        ; 调用 sys_write 系统调用
    mov ebx, 1        ; 文件描述符 stdout
    mov ecx, %1       ; 输出的字符串地址
    mov edx, %1_len   ; 输出的字符串长度
    int 0x80          ; 触发系统调用
%endmacro

使用%macro来表示一个宏，然后print_msg是宏的名称，后面的数字代表参数的个数。如果想要访问这些参数，可以使用%数字的形式来访问。例如%1代表第一个参数，%1_len表示第一个参数的长度

四、常用指令

MOV指令

将后面的参数的内容赋值到前面的位置中

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MOV eax, ebx

表示将ebx中的内容赋值到eax中

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mov word[var2], 200

表示将200赋值给var2位置的变量

MOVZX指令

当把一个较小的数据移动到较大的空间时，使用MOVZX指令，自动进行无符号扩展

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movzx eax,ah

MOVSX指令

与上面相反，当大变量移到小空间时自动截断

ADD指令

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add eax, ebx

表示把ebx加到eax上

SUB指令

1
sub eax, ebx

表示把eax减去ebx

MUL

两个数相乘之后位数会翻倍
例如：AX = AL * src

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MUL src

AL中存放另一个乘数，并且最后的积存放在AX中

DIV

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DIV src

被除数放在AX中，最后的商放在AL，余数放在AH

条件分支指令

JMP

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JMP label

跳转到label的位置

CMP

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CMP op1, op2

能够影响到CPU的flag

基于CMP之后的flag的跳转：

位运算

  • AND
  • OR
  • XOR
  • NOT
  • TEST
    = SHL
  • SHR
  • ROL
  • ROR
  • RCL
  • RCR

AND

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AND op1, op2

op1和op2与运算的结果存放在op1中

or，xor类似

NOT

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NOT op1

TEST

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TEST op1, op2

相当于AND，但是结果存入CPU FLAG中

SHL/SHR

逻辑左移/右移（直接补0）

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SHL op1, op2

op1左移op2个位

ROL/ROR

循环左移/右移（移出去的位会去到另一边）

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ROL op1, op2

栈操作

  • PUSH：入栈
  • POP：出栈
  • PUSHA：所有通用寄存器入栈
  • POPA：所有通用寄存器出栈

push会减少ESP的值，pop会增加

注意：32位机器push和pop时需要操作的是eax、ebx等寄存器，而64位机器只能push和pop：rax、rbx等寄存器。

五、一些预设的函数/宏定义

  • 从控制台读入数据，存入一个空间：
  • 参数1：存入读取的数据的地址
  • 参数2：读入数据的长度
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%macro input 2
        push rax
        push rbx
        push rcx
        push rdx
        mov eax, 3
        mov ebx, 0
        mov ecx, %1
        mov edx, %2
        int 80h
        pop rdx
        pop rcx
        pop rbx
        pop rax
%endmacro
  • 将字符串打印到控制台上
  • 参数1：要写入的数据的地址
  • 参数2：写入数据的长度
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%macro print 2
        push rax
        push rbx
        push rcx
        push rdx
        mov eax, 4
        mov ebx, 1
        mov ecx, %1
        mov edx, %2
        int 80h
        pop rdx
        pop rcx
        pop rbx
        pop rax
%endmacro

  • 用于退出程序
    %macro exit 0
    mov eax,1
    mov ebx,0
    int 80h
    %endmacro

  • 用于通用寄存器出入栈

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%macro allPush 0        ;用于将全部寄存器入栈
        push rax
        push rbx
        push rcx
        push rdx
%endmacro

%macro allPop 0         ;用于将全部寄存器出栈
        pop rdx
        pop rcx
        pop rbx
        pop rax
%endmacro