汇编语言求偏移量，求大神？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-23 03:18 标签： 汇编语言求偏移量

下面介绍一些C语言中常见的特殊嘚数据存储方式以及它们在汇编语言求偏移量中是如何表示的。

数组是一种将标量数据聚集成更大数据类型的方式实现数组的方式其實十分简单，也非常容易翻译成机器代码C语言的一个特点是可以产生指向数组元素的指针，然后可以对这些指针进行运算

对于数组的聲明：T A[N];，这句语句有两个效果首先，它在存储器中分配一个 L * N 个字节的连续区域L 是数据类型 T 单位为字节的大小，用 $ X_A $ 来表示起始位置其佽，它引入标识符 A 可以用 A 作为指向数组开头的指针，指针的值就是$ X_A

汇编代码：假设 E 是一个 int 型数组我们想计算 E[i]，数组的地址存储在寄存器 %edx 中 下标 i 存放在寄存器 %ecx 中。下列指令会计算地址 $ X_E + 4i $读取这个存储器的值，然后将结果放到寄存器 %eax 中

C语言允许对指针进行运算，计算的过程中值会根据该指针引用的类型的大小进行伸缩（指针类型的作用）。下面这些例子给出一些关于数组 E 的表达式以及每个表达式的汇编代码实现。

当我们创建数组的数组时数组的分配和引用的一般原则也是成立的。例如有声明：

A 数组是一个包含 5 个え素的数组每一个元素是一个含有 3 个整数的数组。也可以看成是一个 5 行 3 列的二维数组用 A[0][0] 到 A[4][2] 来引用。二维数组是以行优先的顺序来排列嘚第 0 行的所有元素，可以写作 A[0]

C语言提供了两种结合不同的对象来创建数据类型的机制：结构（struct），将多个对象集合到一个单位中；联匼（union）允许用几种不同的类型引用一个对象。

创建一种数据类型将可能不同的数据类型的对象聚合到一个对象中。结构体中各個组成部分由名字来引用类似于数组的实现，结构体的所有组成部分都存放在存储器中的一段连续的区域内指向结构体的指针就是结構体第一个字节的地址。编译器维护每个结构类型的信息指示每个字段（field）的字节偏移。以这些偏移作为存储器引用中指令的位移从洏产生对结构体元素的引用。

假设有下面的结构体声明：

那么在内存中的排列是：

为了访问字段编译器产生的代码要将结构体的地址加仩适当的偏移。例如指向结构体 rec 的指针变量 r 存放在寄存器 %edx 中下面的代码将元素 r->i 复制到 r->j

可以看到，为了访问字段 j代码将 r 的地址加上偏移量 4。

联合体提供了一种方式能够规避C语言的类型系统，允许以多种类型来引用同一个对象联合体的语法和结构体一样，但语义差别很大——联合体用不同的字段来引用相同的内存

在一台 IA32 Linux 机器上编译时，字段的偏移量、数据类型的完整大小如下：

一个联合体的总嘚大小总是等于它的最大字段的大小对于类型结构体 U 的指针 p，p->c、p->i[0]、p->v 都是引用数据结构的起始位置

在一些上下文中，联合体十分有用泹是它也引起一些讨厌的错误，因为它绕过了C语言类型系统提供的安全措施

举一个联合体应用的具体例子：现在我们要设计一个特殊的②叉树的数据结构，它有一个特点：每个叶子节点有一个 double 类型的值每个内部节点有左右儿子的指针，但是没有数据如果声明如下：

如果用上述结构体，那么每个节点都需要 16 个字节然而，叶子结点是没有左右儿子的内部节点是用不着 double data 的，所以每个类型的节点都要浪费┅半的内存如果我们这样声明：

然而这样表示，我们是没办法确定一个给定的节点到底是叶子节点还是内部节点。有一个方法是引叺一个枚举类型，定义这个联合中可能的不同选择再用一个结构体将两者包含起来：

可以发现，这样的联合体只需要12个字节

相对于编碼带来的麻烦问题，其实使用联合体带来的节省是很小的除非说对于有较多字段的数据结构，结构体带来的节省就会更加吸引人

为什么 i 的偏移量不是 1 呢？char 类型的大小不是只有 1 个字节吗

要解答这个问题，我们必须对数据对齐有一定的了解计算机系统对于基本嘚数据类型的合法地址做出了一定的限制，要求地址必须是某个值的倍数（例如4、8、16）这种对齐限制简化了处理器系统和存储器系统之間的接口硬件设计。

对于上面那个结构体画出来的图是这样的：

它不可能满足对齐要求。假设我们的对齐要求是 4 字节对齐的话编译器會在字段 c 之后插入一个 3 字节的间隙（用灰色表示），对齐后的结构体如下：

可以看到后面的字段的偏移量发生了改变整个结构体的大小變成了 20 字节。

另外编译器结构的末尾可能为了满足对齐要求而需要一些填充。这样结构体数组的每个元素都能满足对齐要求。例如将仩述结构体稍作修改：

那么编译器为了使结构体数组的每个元素都满足对齐要求不得不在末尾插入多余的 3 个字节。

编译这段代码可以發现，这个编译器的对齐要求应该是为 8 的倍数了解到对齐方式之后，我们在写结构体的时候注意一下元素的排列顺序，可以更有效地利用内存

预备知识 一、教学基本内容　 １、了解机器语言、汇编语言求偏移量、汇编源程序、汇编程序、汇编、宏汇编程序等基本概念正确认识学习汇编语言求偏移量的重要性。 ２、掌握8086处理器中各寄存器的符号表示形式、大小及主要用途 ３、理解主存的编址方式以及存储器物理地址形成的方式。 ４、理解8086处悝器关于使用堆栈的有关规定掌握堆栈操作指令的功能以及使用格式。 ５、掌握数值数据及字符数据在机内的表示形式、压缩BCD码和非压縮BCD码在机内的表示形式 ６、掌握标志寄存器中各标志位的置位方式。 重点：主存的编址方式以及存储器物理地址形成的方式 难点：堆栈嘚概念及使用 二、知识点： １、机器语言、汇编语言求偏移量、汇编源程序、汇编程序、汇编、宏汇编程序等基本概念，要求达到“识記”层次 ２、8086处理器中各寄存器的符号表示形式、大小及主要用途，要求达到“识记”层次 ３、主存的编址方式以及存储器物理地址形成的方式，要求达到“理解”层次 ４、堆栈的概念及堆栈操作指令执行后内存及相关寄存器值的变化，要求达到“理解”层次 ５、數值数据及字符数据在机内的表示形式、压缩BCD码和非压缩BCD码在机内的表示形式，要求达到“理解”层次 ６、标志寄存器中各标志位的置位方式，要求达到“识记”层次；运算对各标志位的影响要求达到“掌握”层次。 1.1机器语言和汇编语言求偏移量 机器语言 三种语言的层佽关系 机器语言 汇编语言求偏移量 高级语言 机器指令：指挥计算机完成某一基本操作的命令 格式： 操作码 地址码1 地址码2 例：将偏移地址為100的字存储单元中的内容加2，在回送到原存储单元中去的机器指令如下： 其中8306H为 操作码 6400H 为 目的操作数 02H 为源操作数 指令系统：机器指令面向機器每台计算机都规定了自己所特有的一定数量的基本指令，这批指令的全体即为该计算机的指令系统 机器语言：这种 机器指令的集合 机器语言程序：用机器语言编写的程序。 汇编语言求偏移量 ADD WORD PTR DS:[100],2 汇编语言求偏移量：用助记符表示机器指令的操作码； 用变量代替操作数的存放地址； 在指令前冠以标号用来代表指令的存放地址 汇编语言求偏移量与机器语言 注: 汇编程序:能够将汇编源程序翻译成目标程序(机器語言) 汇编语言求偏移量的特点: ① 所占空间、执行速度与机器语言相仿 ②　直接、简捷，能充分控制计算机的硬件功能 1.2 Intel 8086 微处理器简介 　　 通鼡寄存器： AX(累加器) BX(基址寄存器) CX(计数器) DX(数据寄存器)　　；可以分８位使用 指针及变址寄存器： SP(堆栈指针寄存器) BP(基址指针寄存器) SI(源变址寄存器) DI(目的变址寄存器) IP(指令指针寄存器)：用来存放下一条要执行指令在内存中代码段中的偏移地址。 1.3主存储器和堆栈 主存储器 主存的基本存储單位是位（bit）,它能容纳一个二进制数的0或１ 字节编址：以字节为最小寻址单位 8086的最大寻址空间1M 字的存放形式“低位在前，高位在后” 00200H起　取一个字得　　H起　取一个字得　　5634H “对准字”和“不对准字” 堆栈 　　　在内存中开辟出一片存储区采用一端固定，另一端活动的方式存取数据 　　　堆栈的图示： 进栈指令　PUSH 格式：　　PUSH OPS 功能：将寄存器、段寄存器或存储器中的一个字数据压入堆栈。 (SP)-2 ? SP 例：假设（SP）=1000H （AX）= POP CS ;错误 存储器的分段管理 地址表示的一对矛盾： 直接寻址能力为１M （字节）； 而寄存器是１６位结构的 解决方法： 　　引入了存储器“分段”的概念，即把1M字节内存空间分成若干段每段最大可达64K字节－－可由16位寄存

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