solareenlo / 42libasm

[WIP]Assembler Basics

libasm

大文字と小文字の区別

• label と section は大文字と小文字を区別する．

Syscall

syscall rapper

• errno.h に errno の一覧がある．
• syscall に失敗すると，syscall_error 関数が働いて，errno と同じ値が rax に入ってくる．
• syscall の失敗の ret に errno が入っているのを ret を -1 にするラッパー関数が働いて，移植性を高められるようにしている．
• Reference: Linuxカーネルに見る、システムコール番号と引数、システムコール・ラッパーとは

syscall number

• sys/syscall.h に記載されている．
  • References: syscall.h, x86 Linux の 32bit と 64bit のシステムコールの違い
• mac は，syscall_sw.h で，syscall number を6種類のバージョンへと使い分けている．
  • Reference: syscall_sw.h

Register

syscall の引数と register との位置関係

syscall num	1st para	2nd para	3rd para	4th para	5th para	6th para	result
rax	rdi	rsi	rdx	r10	r8	r9	rax

一般的な関数の引数と register との位置関係

1st para	2nd para	3rd para	4th para	5th para	6th para	それ以降	result
rdi	rsi	rdx	rcx	r8	r9	逆順に stack	rax

Reference: x86 Assembly/Interfacing with Linux

callee-saved register & caller-saved register

• Callee-saved register (呼び出し先退避レジスタ)
  • rbx, rbp, rsp, r12, r13, r14, r15
  • 呼び出された関数自身が退避/復旧するレジスタ．
• Caller-saved register (呼び出し元退避レジスタ)
  • rax, rcx, rdx, rsi, rdi, r8, r9, r10, r11
  • 関数を呼び出す側，呼び出し前に退避し，呼び出し後に復旧するレジスタ．

References

• 条件ジャンプとフラグ, フラグレジスタの内容

Addressing

base + scale * offset + displacement
mov rax, [rdx + 8*rcx + 42]

• displacement: immediate value
• scale: 1, 2, 4 or 8

Instruction

shr, sar

ニーモニック	動作
shr	logic shift (シフトしてできた端の空白は必ず 0 を挿入する)
sar	arithmetic shift (シフトしても最も右端のビットの値が変化しない)

Logical operation

ニーモニック	動作
and	ビット毎の論理積 (両方が真で真)
or	ビット毎の論理和 (どちらかが真で真)
xor	ビット毎の排他的論理和 (異なれば真)
test	ビット毎の論理積による比較 (結果をフラグに反映させる,演算結果は返さない) レジスタの値が0かどうかを調べるには，test <reg><reg> 命令を使うのが一般的

lea, move

ニーモニック	動作
lea	実行アドレスの値そのものをレジスタに設定する
move	実行アドレスの内容をレジスタまたはメモリに書き込む

Directive

db, dw, dd, dq

Directive	Description
db	bytes
dw	words, equal to 2 bytes each
dd	double words, equal to 4 bytes
dq	quad words, equal to 8 bytes

Register

Name	Onother Name	Description
r0	rax	算術処理で accumulator として使われる
r3	rbx	Base register
r1	rcx	ループの回数 (cycles) に使われる
r2	rdx	入出力処理の間，データ (data) を格納する
r4	rsp	Stack pointer
r5	rbp	Base pointer of stack frame
r6	rsi	Source index
r7	rdi	Destination index
r8...r15	なし

Basic

system call

1. rax register にシステムコールの番号を入れる．
2. 引数は，以下のレジスタに入れる．
   • rdi, rsi, rbx, r10, r8, r9
   • システムコールは 6 個を超える引数を受け取ることはできない．
3. system call を実行する．

• レジスタを初期化する順序は問わない．
• システムコール命令は，rcx と r11 の値を書き換える．
  • 理由は，後ほど．
• 関数のリターン値は，rax に入ってる．