IA 32 oz. x86

Moorov zakon: podvojitev št. tranzistorjev na čipih vsaki 2 leti

Arhitektura

Pomnilnik in registri

32b registri $\to$ do 4GB pomnilnika (“protected mode” omejitev preseže)

• osnovna naslovljiva enota: 1B
• beseda (WORD): 2B
• dvojna beseda (DWORD): 4B
• podaljšana beseda (QWORD): 8B

Razširjanje starih registrov v nove in nove

Načini naslavljanja

• Registrsko: prenos operandov med registri (npr. mov eax,ebx)
• Takojšnje (npr. mov eax,20)
• Neposredno: iz pomnilnika preko podanega naslova (npr. mov ebx,[1000])
• Neposredno z odmikom (npr. mov ebx,[tabela+5])
• Registrsko posredno: dostop do pomnilnika preko naslova iz registra (npr. mov ebx,[ebx+5])

Formati ukazov

Prefix: način delovanja ukaza (npr. F2: REP $\to$ ukaz ponovi ECX-krat)
Opcode: možno več opcode-ov za isti ukaz - opcije (npr. ADD: 000000ds $\to$ d=direction (pomnilnik, register), s=size(8b, 16/32b))
Mod R/M:

• Mod: način naslavljanja
• Reg: katere registre bomo uporabili
• R/M: način uporabe registrov

SIB: UN = odmik + scale*index + base
Odmik: odmik
Immediate: operand

Najpomembnejši ukazi

• mov (Move): prenos vrednosti (npr. mov eak,naslov $\to$ eax=(naslov))
• lea (Load Effective Address): prenos naslova (npr. lea eax,naslov $\to$ eax=naslov)
• add / sub (Integer Addition / Subtraction) (npr. add eax,naslov $\to$ eax=eax+(naslov))
• inc / dec (Increment / Decrement)
• imul (Integer Multiplication) (npr. imul eax,naslov $\to$ eax=eax*(dword)(naslov))
• idiv (Integer Division): 64b deljenec, sestavljen zgoraj 32b iz edx in spodaj 32b iz eex; kvocient se zapiše v eax, ostanek pa v edx (npr. idiv ebx $\to$ edx:eex / ebx = eax:edx)
• and / or / xor / not / shl / shr (npr. shl-shift left hitrejše kot množenje z 2)

Sklad

Shranjevanje 32b vrednosti lokalnih spremenljivkih in rezultatov
ESP kaže na vrh sklada - zadnje odloženi element
Ukaza:

• PUSH <reg32/mem/const32> $\to$ ESP -= 4, operand odloži na ESP
• POP <reg32/mem> $\to$ vrednost na ESP shrani v operand, ESP += 4
  
  
  
  
  
  

Podprogrami - calling convention

1. Stanje sklada tik pred klicem funkcije:
   
2. JUMP ime_podprograma
3. push ebp, mov ebp,esp, sub esp,20
   
4. Pridobivanje:
   • i-te lokalne spremenljivke: mov eax,[ebp-4*(i+1)]
   • i-tega parametra: mov eax,[ebp+8+i*4]
5. Rezultat podprograma shranimo v eax
6. push esp,ebp, pop ebp $\to$ ESP vrnemo na EBP in pop na povratni naslov

Zastavice

Opisujejo stanje procesorja, nastavljajo se kot posledica operacij ali ročno, shranjene v registru FLAGS=EFLAGS:RFLAGS

Kontrolne zastavice

DF (Direction Flag): vpliva na smer “auto-increment” operacij (npr. kopiranje big ali little endian)

• DF=0 $\to$ od spodnjega proti zgornjemu / DF=1 $\to$ od zgornjega proti spodnjemu

Statusne zastavice

ZF (Zero Flag): zadnji rezultat = 0 $\to$ ZF=1
SF (Sign Flag): zadnji rezultat < 0 $\to$ SF=1
PF (Parity Flag): spodnjih 8b rezultsts ima sodo enic $\to$ PF=1
CF (Carry Flag) / OF (Overflow Flag): napačen rezultat prejšnje nepredznačene / predznačene aritmetične operacije

Direktive za deklaracijo in inicializacijo

DB (Declare Byte) / DW (Declare Word) / DD (Declare Double)

• a db 64 $\to$ char a = 64
• b dw ? $\to$ short b
• c dd 1,2,3 $\to$ int c[] = {1,2,3}
• d dd 100 dup(0) $\to$ int d[100] + inicializacija na 0
• str db 'hello',0 $\to$ char str[] = "Hello" ([H,e,l,l,o, \0])

Sistemski klici

Kličemo prekinitev int 0x80: številka sistemskega kilca v eax, parametri v ostalih registrih

Sintaksa Intel vs AT&T

• Posebni znaki pred operandi (push 4 $\to$ pushl $4)
• Vrstni red operandov (add eax,4 $\to$ addl $4,%eax)
• Dodatni znak na koncu ukaza pove velikost operanda (mov al,byte ptr foo $\to$ movb foo,%al)
• Dolgi skoki (call/jmp far section:offset $\to$ lcall/jump $section,$offset)