Professor: Dr. Rogério Rodrigues de Vargas.

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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Bacharelado em Ciência da Computação Software Básico Linguagem de Programação Assembly: Uma introdução no Linux/i386 (AT&T) Professor: Dr. Rogério Rodrigues de Vargas

2 Capítulo 1 Instruções Assembly Instruções em Assembly são responsáveis por uma determinada ação. Essas instruções são as responsáveis pela execução de nosso programa. Existem diversos tipos de instruções para cada ação, como movimentação de dados, comparação, saltos (go to) e etc. Vamos vê-los: 1.1 Instruções de Transferência São instuções usadas para transferir dados, vamos ver apenas alguns: MOV: usada para mover valores de um lugar para outro na memória. Sintaxe: MOV origem, destino. Exemplo: MOV $0xc1, %EAX Esse exemplo faz é mover o valor 0xc1 para %eax, que agora tem o valor 0xc1. Um outro exemplo: MOV $0x0cf84c00, %ECX MOV $0x42, (%ECX) Nesse exemplo, o primeiro comando move o valor $0x0cf84c00 para %ECX e o segundo move o valor $0x42 para o endereço que está armazenado em %ECX para isso, usamos os parenteses, se não, o valor 0x42 seria movido para ECX fazendo com que perdesse o seu valor original. LEA: Parecido com a instrução mov, só que ele é capaz de efetuar cálculos mais rapidamente antes da transferência. A sintaxe: LEA origem, destino. Exemplo: LEA 4 (%EBX), %EAX Isso faz o seguinte: adiciona o valor 4 para EBX e logo depois move tudo para EAX, sem o LEA, nosso código ficaria assim: add $0x4, %EBX mov %EBX, %EAX 2

3 CAPÍTULO 1. INSTRUÇÕES ASSEMBLY 3 A instrução LEA nesse caso econonomiza tempo. Existem algumas variações dos comandos MOV e LEA. Elas fazem a mesma coisa que eles a diferença é que faz a movimentação de dados com uma opção a mais. Vamos ver alguns: MOVL: movimenta os dados para a parte baixa do registrador. Observe o L no final de LOW (baixo). Exemplo: movl $0x4, %eax #move o valor 4 para a parte baixa do registrador %eax que é %al # eh a mesma coisa que: mov $0x4, %al MOVSB e MOVSW: MOVSB move 1 byte e MOVSW move 1 word (16 bits). LEAL: idem a instrução de MOVL. Move tudo para a parte baixa dos registradores. Ex: leal $0xa, %eax # mesma coisa de: lea $0xa, %al LDS: é usado para carregar dois registradores de uma só vez. Exemplo: CS:EBX. LES: usado também para carregar dois registers de uma só vez, mas carregando-os com um Dword (32 bits) para o endereço apontado por DS:SI. XCHG: instrução usada para trocar o valor de um registrador pelo outro. Exemplo: mov $0x2, %eax # eax vale 2 mov $0x4, %ebx # ebx vale 4 xchg %eax, %ebx # trocamos o conteudo de eax por ebx # agora, eax vale 4 e ebx vale Existem outros tipos que instruções de movimentação, que são usados para movimentar dados para o stack. Veremos: PUSH: Empurra os dados sobre a pilha (stack). Sintaxe: PUSH valor. Exemplo: PUSH $0x43 Nesse exemplo, a instrução PUSH, empurra o valor $0x43 para o stack. POP: ao contrario da instrução push, pop retira os dados do stack lembrando que o esquema do stack é o LIFO (último a entrar, primeiro a sair), sendo assim, o pop irá retirar primeiro o último dado inserido no stack. MOV %EAX, %EDX PUSH %EDX PUSH $0x0 POP $0x0

4 CAPÍTULO 1. INSTRUÇÕES ASSEMBLY Instruções aritméticas e lógicas eles: Instruções aritmeticas sao usadas para realizaççao de cálculos (operações aritméticas) nos operadores. São ADD: adiciona dois operadores. Exemplo: add $0xa, %ebx Fizemos a soma de a (10) sobre o registrador %ebx e guarda o resultado em %ebx mesmo. Ainda temos a instrução V, que adiciona/soma dados na parte baixa do registrador. Exemplo: addl $0x1, %edx # soma 1 a parte baixa de %edx que é %dl SUB: usado para subtração de operadores e também pode ser usado para alocar espaço no stack para receber dados. Exemplo: sub 0x2, %eax Subtraímos 2 do registrador %eax. EX2: sub $0x5, %esp Esse último exemplo, reserva 5 bytes no stack para receber dados. Também temos a instrução SUBL que subtrai da parte baixa dos registradores. Exemplo: subl $0x7, %ebx # subtrai 7 da parte saída de ebx. MUL: usado para fazer multiplicação de dois operandos. Exemplo: mul $0x3, %edx # faz a multiplicaç~ao de %edx por 3 Temos ainda a instrução IMUL, que também serve para multiplicação de operandos, só que essa instrução leva em consideraçao o sinal do operando, enquanto MUL não. DIV: usado para fazer divisão de dois operadores. Exemplo: div $0x4, %eax # faz a divis~ao de %eax por 4 Assim como MUL, temos a instrução V que considera o sinal do operador. INC: incrementa um operando. Exemplo: mov $0x04, %ah inc %ah

5 CAPÍTULO 1. INSTRUÇÕES ASSEMBLY 5 Nesse caso, %ah agora valerá 5, que antes era 4. DEC: inverso de INC, DEC decrementa um determinado operando. Exemplo: mov $0xa, %ah dec %ah No exemplo acima, %ah agora valerá 9. Agora vamos ver as instruções lógicas entre os operadores que podem ser registradores ou endereços de memoria. Faremos algumas instruções lógicas do C e seus correspondentes em ASM, veja a Tabela 1.1: C ASM & AND OR NOT ˆ XOR Tabela 1.1: Comparação dos operadores entre C e NASM. AND: Operador E das operações lógicas. Observem a sua utilização na Tabela1.2 S = A&B: A B S Tabela 1.2: OPerador AND Observem na tabela verdade, que o resultado de S só será 1 (verdadeiro) se A and (e) B forem 1. Podemos usar o AND para um bit de algum lugar sem afetar os outros. ex: mov $0xa, %ecx # ecx vale 10 and $4, %ecx # resetamos 4o bit do valor de ecx OR: Operador OU lógico. Exemplo: Tu preferes programar em Assembly ou C?. A seguir, a tabela verdade, S = A B : A B S Tabela 1.3: OPerador OR Observem que na Tabela 1.3 S só será 1 (verdadeiro) se A OU (ou) B for 1. Pode-se usar o operador OR para setar um determinado bit sem afetar os outros. ex:

6 CAPÍTULO 1. INSTRUÇÕES ASSEMBLY 6 or $0x0f, %ebx NOT: É o operador lógico Não. Pode ser usador para inverter bits de um byte. Observe a operação S = A: A sima Tabela 1.4: OPerador NOT Case tivessemos um byte com esses bits: ( ), com o operador NOT conforme mostrado na Tabela 1.4 podemos inverte-los fazendo nosso byte ficar assim: ( ). Exemplo: not %eax # inverte todos os bits de eax XOR: Funciona similarmente ao operador OR, a diferença esta que só será verdadeiro se os bits de A e B forem diferentes. A Tabela 1.5 mostra as operações. A B S Tabela 1.5: OPerador XOR Um exemplo da instrução do XOR é mostrado abaixo: XOR %ecx 1.3 Instruções de comparaçao e repetição Logicamente, as instruções de comparação sao usadas para comparar algo. Veja: CMP: compara dados sendo usados. Exemplo: CMP $0x5, %eax TEST: Usada em comparaçõees lógicas, fazendo uma chegagem no registrador, para ver se esta tudo certo. Exemplo: TEST %EDX, %EDX XORL: usado para comparar dois operandos. Caso sejam iguais, o primeiro é zerado. Exemplo:

7 CAPÍTULO 1. INSTRUÇÕES ASSEMBLY 7 xorl %eax, %ebx # se %eax for igual a %ebx, %EAX será zerado LOOP: verefica se o register %ECX é diferente de zero, se for, ele decrementa 1 (%ecx - 1) e salta para o endereço passado como parametro se for zero, continua normal. 1.4 Instruções de desvio de programa (salto) São usados para alterar a execução normal de um programa, são eles: JMP: Abreviação de jump (salto, pular). Essa instrução faz saltos incondicionais para um determinado endereço de memória. Exemplo: JMP 0xc É importante lembrar que JMP não possui nennhum tipo de retorno, logo, se você saltar para algum endereço de memória, não tem forma simples de você voltar a execucção do programa de onde parou. Exemplo:... jmp LABEL1 # Pula para o label "LABEL1" LABEL1: # Declaracao e inicio do LABEL. movl $0x4, %eax # Inicio das instrucoes dentro movl $0x1, %ebx # da rotina/label LABEL1.... Existem várias variações de jmp, algumas delas são: JAE: (Jump if Above or Equal). Salta se parâmetro for acima ou igual aos dados; JNE: (Jump if Not Equal). Esta instrução salta se parâmetro não for igual; JGE: (Jump if Greater than or Equal). Esta instrução salta se parâmetro for maior ou igual a ; JLE: (Jump if Less or Equal). Esta instrução salta se parâmetro for menor ou igual a ; JE: (Jump if Equal). Salta se parâmetro for igual a ; JB: (Jump if Below). Salta se parametro abaixo ; JG: (Jump if Greater than). Salta se for maior que ; JL: (Jump if Less than). Ela salta se for menor que ; JZ: (jump if zero). Salta se o parâmetro acima for igual ao outro, salta se parâmetros iguais, ou seja, se uma comparacao com jz for verdadeira pula para. Exemplo: mov $0x1, %eax # Move "1" para %eax mov $0x1, %ebx # Move "1" para %ebx cmp %eax, %ebx # Compara %eax e %ebx. como eles sao iguais, é verdadeira jz IGUAL # Entao JZ pula para IGUAL jmp DEFERENTE # Se a comparacao fosse falsa, esta instrucao # seria executada, ao inves de jz.

8 CAPÍTULO 1. INSTRUÇÕES ASSEMBLY 8 IGUAL: # instruç~oes (...) DEFERENTE: # instruç~oes (...) Cada uma dessas intruções possuem como parâmetro, um Label de alguma rotina pre-definida ou uma posição de memória. Exemplo: jle 0x404890a1 # ou jz LABEL1. A instrução CALL é sada para chamar uma subrotina e para saltos como JMP, só que com CALL é possivel voltarmos a execução normal do programa. Exemplo: CALL 0x081400cd No caso, o endereço da próxima execução após o salto é salvo no topo da pilha. 1.5 Outras instruções