x86汇编语言基础

考情分析

程序的机器级代码表示是 2022 年新增考点，但相关知识早在 2012、2014、2015、2017 年就以综合题出现。统考主要考查 x86 指令（Intel 格式），偶尔涉及 MIPS（会附功能说明）。

x86 通用寄存器

x86 有 8 个 32 位通用寄存器：

寄存器	低16位	高/低8位	常见用途
EAX	AX	AH/AL	累加器，函数返回值
EBX	BX	BH/BL	基址寄存器
ECX	CX	CH/CL	计数器（循环/移位）
EDX	DX	DH/DL	数据寄存器，乘除法扩展
ESI	SI	—	源变址寄存器
EDI	DI	—	目的变址寄存器
EBP	BP	—	基址指针（栈帧底部）
ESP	SP	—	栈指针（栈顶）

EBP 和 ESP 有专用功能，其余寄存器用途较灵活。

操作数标记

• <reg>：寄存器（如 eax、ebx）
• <mem>：内存地址（如 [eax]、[ebp-8]、dword ptr [eax+ebx*4+8]）
• <con>：立即数/常数

两个操作数不能同时为内存。

常用指令

以下使用 Intel 格式（目的操作数在前，源操作数在后）。

数据传送指令

指令	语法	功能
mov	mov dst, src	将 src 复制到 dst
push	push src	ESP-4，再将 src 压入栈顶
pop	pop dst	弹出栈顶到 dst，ESP+4
lea	lea dst, [addr]	将有效地址（非内存内容）加载到 dst

mov eax, ebx           ; R[eax] <- R[ebx]
mov eax, [ebp+8]       ; R[eax] <- M[R[ebp]+8]
mov [ebp-4], eax       ; M[R[ebp]-4] <- R[eax]
push eax               ; ESP-4, M[ESP] <- R[eax]
pop ebx                ; R[ebx] <- M[ESP], ESP+4
lea eax, [edx+eax*2+8] ; R[eax] <- R[edx]+R[eax]*2+8（计算地址，不访存）

lea 是"取地址"指令，常被编译器用来做加法运算（如 lea eax, [edx+eax] 等价于 add eax, edx）。

算术与逻辑运算指令

指令	功能	示例
add	加法，结果存入第一操作数	add eax, 10
sub	减法	sub eax, ebx
inc/dec	自增/自减 1	inc eax
imul	有符号乘法	imul eax, ebx
idiv	有符号除法，被除数为 edx:eax	idiv ecx
neg	取负（补码）	neg eax
and/or/xor	按位与/或/异或	and eax, 0FH
not	按位取反	not eax
shl/shr	逻辑左移/右移	shl eax, 1
sal/sar	算术左移/右移	sar eax, 2

xor edx, edx      ; 将 edx 清零（常见技巧）
imul esi, edi, 25  ; R[esi] <- R[edi] * 25
idiv ebx           ; eax <- edx:eax / ebx（商），edx <- 余数

控制流指令

指令	功能
jmp label	无条件转移到 label
cmp a, b	计算 a-b 并设置标志位，不保存结果
test a, b	计算 a AND b 并设置标志位，不保存结果
je/jz	相等（ZF=1）时转移
jne/jnz	不等（ZF=0）时转移
jg/jge	大于/大于等于时转移（有符号）
jl/jle	小于/小于等于时转移（有符号）
ja/jae	高于/高于等于时转移（无符号）
jb/jbe	低于/低于等于时转移（无符号）
call label	将返回地址压栈，转移到 label
ret	弹出返回地址，转移回调用点

cmp eax, ebx
jle done        ; 若 eax <= ebx，转移到 done
test eax, eax
jz xxxx         ; 若 eax == 0，转移到 xxxx

AT&T 格式 vs Intel 格式

区别	AT&T	Intel
操作数顺序	源, 目的	目的, 源
寄存器	%eax	eax
立即数	$100	100
内存引用	(%eax)	[eax]
长度后缀	movl(32位) / movw(16位) / movb(8位)	dword ptr / word ptr / byte ptr
复杂寻址	8(%edx, %eax, 2)	[edx+eax*2+8]

统考通常使用 Intel 格式。

对比示例：

AT&T	Intel	含义
movl $100, %eax	mov eax, 100	$100\to \text{R[eax]}$
movl %eax, (%ebx)	mov [ebx], eax	$\text{R[eax]}\to \text{M[R[ebx]]}$
movl %eax, -8(%ebp)	mov [ebp-8], eax	$\text{R[eax]}\to \text{M[R[ebp]-8]}$

考点清单

• x86 有 8 个 32 位通用寄存器，EBP 为栈帧基址，ESP 为栈顶指针
• 两个操作数不能同时为内存
• lea 是取有效地址，不访存，常被用作加法/乘法
• call = push 返回地址 + jmp 目标；ret = pop 返回地址 + jmp
• cmp 和 test 只设标志位不保存结果，配合 jcondition 使用
• 有符号比较用 jg/jl/jge/jle，无符号比较用 ja/jb/jae/jbe

真题练习