蕭沖的書房

⓪編著 : 蕭沖

看了好幾年的Assembly了，總一段時間就會翻一下，尤其是在Debug hi-level language或是做reserve engineer(dont say it crack :->)時會參考。直接用ASM來寫程式是難得有機會了，所以某些學習過的記憶也經常就忘了。對於386 addressing的部份，看過許多不同的書，分類方式總有些些不同，在此想把各種版本的精華歸納出來。

Instruction Format (微指令格式)

Lower mem addr ----------------------->Higher mem addr
prefix|opcode|mod|reg|r/m|displacement|immediate data

Prefix :1 Byte, Optional, chage the default size of opcode size field(W),or
change address size, override selector....
Opcode :1~2 Bytes micro instruction
Mod+r/m :combined to operand (運算元之一).
mod 2Byte indicate that r/m (3Bytes) is mem or reg.
Reg :3 bytes operand (另一個運算元)
Displacement : 1~ 4 Bytes (位移)
Immediate data : 1~4 Bytes (立即資料，為常數)

所謂定址法(addressing mode)就是:「CPU找資料所在位置的方法」
以Instruction Format來看就是指opcode後面的那些值，(mod+r/m, reg, disp, immediate data)。
以mov ax, bx 這個Instruction來說，就是用二個相同的暫存器定址模式(register addressing mode)，也就是說資料都是存放在register裡，即ax和bx裡。整個指令的意思就是把bx裡的資料copy到ax裡(注:有人直接翻mov為"搬"，這樣感覺指令結束後bx會變成空的，然而不是這樣的)。
以mov ax, [mem] 來說，則用了二種不同的定址法: 其一是上面的reg addressing，另一個則是記憶體直接模式(memory direct mode or called displacement)。意思是去mem這個位址找資料然後把資料copy到ax暫存器裡。

我的分類法:
1/ 依容器來分 2/把memory模式再依取法分 3/在把memory indirect的部份依元素來分

+-REG mode +---General REG mode 
|          |___Segment(selector) REG mode 
+-Immediate mode 
| 
+-Memory mode +--Direct mode(Displacement mode) 
 |__Indirect mode+-Memory Indirect mode(REG indirect modeS mix)          
 |_REG indirect mode+- base reg indirect 
 |_ base reg + displacement 
 |_ base reg + index 
 |_ base reg + index + disp 
 |_ ESP- mode 
 |_ ESP+ mode 

定址法與高階語言的關聯:

1/ 程式中的全域變數在compile的時候就會經過計算把變數名換成"固定"的相對記憶體位址。比如說變數gVar被轉成0x11A0000的位址，而和gVar相關的statement則會被轉成Direct mode addresing，for example:
gVar += 2; 在runtime時的ASM被轉成

add dword ptr [0x004ce408], 0x02

這指令即用了 Direct mode + Immediate mode。故我稱gVar為直間變數。

2/在函式裡編寫下面的方程:

int i = 7; //C745 F4 07000000  MOV DWORD PTR SS:[EBP-C],7 
int *p_var = &i; 
//8D45 F4           LEA EAX,DWORD PTR SS:[EBP-C] 
//8945 F0           MOV DWORD PTR SS:[EBP-10],EAX 
(*p_ar)++; 
//8B55 F0           MOV EDX,DWORD PTR SS:[EBP-10] 
//FF02              INC DWORD PTR DS:[EDX] 

注解的部份是被組譯後的情形。而最後一行INC DWORD PTR DS:[EDX]則使用了Indirect mode。
也是我想強調的部份，指標最終都是使用間接模式。故我稱指標為接間接變數!
順便也解說一下上面幾行機器碼的Instruction Foramt:
C745 F4 07000000 <<-- C7是MOV 的opcode，45是mod+r/m 與reg共1Byte，F4(C的補數)為1byte的有號值，等於-12，此為displacement的部份，最後一部份是立即值07000000共4byte。
同樣是MOV微指令，但當定址方式不同，或是二個operand位置不同等，都會造成MOV這個微指令有所不同。