汇编之寄存器学习

超、凢脫俗 2022-08-06 17:22 443阅读 0赞

一般寄存器:AX、BX、CX、DX  
AX:累积暂存器，BX:基底暂存器，CX:计数暂存器，DX:资料暂存器  
  
索引暂存器:SI、DI  
SI:来源索引暂存器，DI:目的索引暂存器  
  
堆叠、基底暂存器:SP、BP  
SP:堆叠指标暂存器，BP:基底指标暂存器  
  
EAX、ECX、EDX、EBX：為ax,bx,cx,dx的延伸，各為32位元  
ESI、EDI、ESP、EBP：為si,di,sp,bp的延伸，32位元  
  
eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, ebp, esp等都是X86 汇编语言中CPU上的通用寄存器的名称，是32位的寄存器。如果用C语言来解释，可以把这些寄存器当作变量看待。  
  
比方说：add eax,-2 ; //可以认为是给变量eax加上-2这样的一个值。  
  
这些32位寄存器有多种用途，但每一个都有“专长”，有各自的特别之处。  
  
EAX 是"累加器"(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。  
  
EBX 是"基地址"(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。  
  
ECX 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。  
  
EDX 则总是被用来放整数除法产生的余数。  
  
ESI/EDI分别叫做"源/目标索引寄存器"(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串.  
  
EBP是"基址指针"(BASE POINTER), 它最经常被用作高级语言函数调用的"框架指针"(frame pointer). 在破解的时候,经常可以看见一个标准的函数起始代码:  
　　  
　　push ebp ;保存当前ebp  
　　mov ebp,esp ;EBP设为当前堆栈指针  
　　sub esp, xxx ;预留xxx字节给函数临时变量.  
　　...  
　　  
　　这样一来,EBP 构成了该函数的一个框架, 在EBP上方分别是原来的EBP, 返回地址和参数. EBP下方则是临时变量. 函数返回时作 mov esp,ebp/pop ebp/ret 即可.  
  
ESP 专门用作堆栈指针，被形象地称为栈顶指针，堆栈的顶部是地址小的区域，压入堆栈的数据越多，ESP也就越来越小。在32位平台上，ESP每次减少4字节。  
  
  
  
386部分寄存器：  
  
  
  
状态和控制寄存器组除了EFLAGS、EIP ，还有四个32位的控制寄存器，它们是CR0，CR1，CR2和CR3。  
  
这几个寄存器中保存全局性和任务无关的机器状态。  
  
CR0中包含了6个预定义标志，0位是保护允许位PE(Protedted Enable)，用于启动保护模式，如果PE位置1，则保护模式启动，如果PE=0，则在实模式下运行。1位是监控协处理位MP(Moniter coprocessor)，它与第3位一起决定：当TS=1时操作码WAIT是否产生一个“协处理器不能使用”的出错信号。第3位是任务转换位(Task Switch)，当一个任务转换完成之后，自动将它置1。随着TS=1，就不能使用协处理器。CR0的第2位是模拟协处理器位 EM (Emulate coprocessor)，如果EM=1，则不能使用协处理器，如果EM=0，则允许使用协处理器。第4位是微处理器的扩展类型位ET(Processor Extension Type)，其内保存着处理器扩展类型的信息，如果ET=0，则标识系统使用的是287协处理器，如果 ET=1，则表示系统使用的是387浮点协处理器。CR0的第31位是分页允许位(Paging Enable)，它表示芯片上的分页部件是否允许工作。  
  
CR1是未定义的控制寄存器，供将来的处理器使用。  
  
CR2是页故障线性地址寄存器，保存最后一次出现页故障的全32位线性地址。  
  
CR3是页目录基址寄存器，保存页目录表的物理地址，页目录表总是放在以4K字节为单位的存储器边界上，因此，它的地址的低12位总为0，不起作用，即使写上内容，也不会被理会。  
  
这几个寄存器是与分页机制密切相关的，因此，在进程管理及虚拟内存管理中会涉及到这几个寄存器，读者要记住CR0、CR2及CR3这三个寄存器的内容。  
  
  
esp：寄存器存放当前线程的栈顶指针  
ebp：寄存器存放当前线程的栈底指针

eip：寄存器存放下一个CPU指令存放的内存地址，当CPU执行完当前的指令后，从EIP寄存器中读取下一条指令的内存地址，然后继续执行。

**参考二**：

# [eax ...edi esp ebp寄存器简介（转）][eax ...edi esp ebp] #

首先介绍我们会经常看到的一些寄存器: 
4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX) 
2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 
2个指针寄存器(ESP和EBP) 
 
 
**4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)：** 
32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。对低16位数据的存取，不会影响高16位的数据。这些低16位寄存器分别命名为：AX、BX、CX和DX，它和先前的CPU中的寄存器相一致。 
4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(AX：AH-AL、BX：BH-BL、CX：CH-CL、DX：DH-DL)，每个寄存器都有自己的名称，可独立存取。程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性，灵活地处理字/字节的信息。 
 
那么如何理解eax,ax,al(ah)之间的关系呢？ 
专业点可以这样解释：Eax是32位寄存器，ax是16位寄存器,al(ah)是八位寄存器。 
那么eax存储的数据就是ax的两倍，ax是al(ah)的两倍。 
Eax可以存储的数字是DWORD（双字）ax存储的是WORD（字）AL(AH)存储的是BYTE（字节），那么为什么又有AH和AL呢，我们可以这样理解，AX=AH+AL，AH存储的是AX的高８位数据，AL存储的是AX的低八位数据。H这里就是HIGH,Ｌ就是LOW. 
假设eax是红色区域，那么eax现在就是64636261； 
那么ax就是eax的低十六位，也就是6261； 
Al是61；AH是62。 
![eax ...edi esp ebp寄存器简介（转）][eax_wbr_...edi_wbr_esp_wbr_ebp]

其他ebx，ecx，edx也有类似的bx,bl,bh等对应的寄存器，原理和上面相同。  
  
在用途方面，他们有各自默认的用途：  
Eax用来保存所有API函数的返回值。  
寄存器AX和AL通常称为累加器(Accumulator)，用累加器进行的操作可能需要更少时间。累加器可用于乘、除、输入/输出等操作，它们的使用频率很高；  
寄存器BX称为基地址寄存器(Base Register)。它可作为存储器指针来使用；   
寄存器CX称为计数寄存器(Count Register)。在循环和字符串操作时，要用它来控制循环次数；在位操作中，当移多位时，要用CL来指明移位的位数；  
寄存器DX称为数据寄存器(Data Register)。在进行乘、除运算时，它可作为默认的操作数参与运算，也可用于存放I/O的端口地址。  
  
由于存储的数据大小关系，AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址， 32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果，而且也可作为指针寄存器，所以，这些32位寄存器更具有通用性。（什么是基址，什么是变址以后会说到）  
  
**2个变址和指针寄存器(ESI和EDI)**  
32位CPU有2个32位通用寄存器ESI和EDI。其低16位对应先前CPU中的SI和DI，对低16位数据的存取，不影响高16位的数据。  
  
寄存器ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器(Index Register)，它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量，用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式，为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。  
变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器，也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程中，对它们有特定的要求，而且还具有特殊的功能。  
  
**2个重要的指针寄存器(ESP和EBP)**  
  
  
这两个指针寄存器都和“栈”这个神秘的东东有关，那么什么是栈呢？这俩指针寄存器又有何作用呢？  
  
  
从计算机科学的角度看，栈是一种数据结构，是一种先进后出的数据表。栈的最常见操作有两种：Push（入栈）和Pop（出栈）。  
  
  
我们可以把栈想象成一摞扑克牌：  
PUSH：为栈增加一个元素的操作是push,相当于在这摞扑克牌最上面再放一张

POP：从栈中取出一个元素的操作叫做POP，相当于从这摞扑克牌取出最上面的一

张。

TOP：标识栈顶位置，并且是动态变化的。每做一次PUSH 操作，它都会自增1；

相反，每做一次POP 操作，它会自减1。栈顶元素相当于扑克牌最上面一张，只有

这张牌的花色是当前可以看到的。

BASE：标识栈底位置，它记录着扑克牌最下面一张的位置。BASE 用于防止栈空后

继续弹栈（牌发完时就不能再去揭牌了）。很明显，一般情况下，BASE 是不会变动

的。

用王爽《汇编语言》中的图说明一下push和pop操作  
代码如下:  
mov ax,0123H  
push ax  
mov bx,2266H  
push bx  
mov cx,1122H  
pop ax  
pop bx  
pop cx

mov是传送数据的指令，mov ax,0123H表明把0123H这个值给ax  
H代表0123是十六进制数

![eax ...edi esp ebp寄存器简介（转）][eax_wbr_...edi_wbr_esp_wbr_ebp 1]

mov是传送数据的指令，mov ax,0123H表明把0123H这个值给ax  
H代表0123是十六进制数  
图中左边的10000H等数值表明内存地址  
箭头指向栈顶位置

那么针对此例栈底就是1000FH  
栈顶由于入栈和出栈操作在不断变化。

那么在这里栈底1000FH就是BP　栈顶(不断变化的箭头)就是SP  
(BP和SP分别是16位下的寄存器，与ebp,esp类似)

内存的栈区实际上指的就是系统栈。系统栈由系统自动维护，它用于实现高级语言中函

数的调用。对于类似C 语言这样的高级语言，我们无需担心他们是如何操作的。一般说来，只有在使用汇编语言的时候，才需要和它直接打交道。

**那么ESP和EBP指的分别是什么呢？**

（1）ESP：栈指针寄存器(extended stack pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶。  
（2）EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部。

**本次重点内容：了解几个常见的寄存器名字，记住eax一般用来保存函数的返回值，记住esp是栈顶指针寄存器，ebp是栈底指针寄存器。**

[eax ...edi esp ebp]: http://www.cnblogs.com/lihaozy/archive/2011/08/01/2124315.html
[eax_wbr_...edi_wbr_esp_wbr_ebp]: /images/20220805/320d161f6fb844bea4445cd04977389f.png
[eax_wbr_...edi_wbr_esp_wbr_ebp 1]: /images/20220805/2c841372345c47fea6fe49bf5918a6a3.png