Intel格式和AT&T格式汇编区别
一、AT&T 格式Linux 汇编语法格式
- 在 AT&T 汇编格式中，寄存器名要加上 '%' 作为前缀；而在 Intel 汇编格式中，寄存器名不需要加前缀。例如：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| pushl %eax | push eax |
2. 在 AT&T 汇编格式中，用 '$' 前缀表示一个立即操作数；而在 Intel 汇编格式中，立即数的表示不用带任何前缀。例如：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| pushl $1 | push 1 |
3. AT&T 和 Intel 格式中的源操作数和目标操作数的位置正好相反。在 Intel 汇编格式中，目标操作数在源操作数的左边；而在 AT&T 汇编格式中，目标操作数在源操作数的右边。例如：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| addl $1, %eax | add eax, 1 |
4. 在 AT&T 汇编格式中，操作数的字长由操作符的最后一个字母决定，后缀'b'、'w'、'l'分别表示操作数为字节（byte，8 比特）、字（word，16 比特）和长字（long，32比特）；而在 Intel 汇编格式中，操作数的字长是用 "byte ptr" 和 "word ptr" 等前缀来表示的。例如：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| movb val, %al | mov al, byte ptr val |
5. 在 AT&T 汇编格式中，绝对转移和调用指令（jump/call）的操作数前要加上'*'作为前缀，而在 Intel 格式中则不需要。
6. 远程转移指令和远程子调用指令的操作码，在 AT&T 汇编格式中为 "ljump" 和 "lcall"，而在 Intel 汇编格式中则为 "jmp far" 和 "call far"，即：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| ljump $section, $offset | jmp far section:offset |
| lcall $section, $offset | call far section:offset |
7. 与之相应的远程返回指令则为：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| lret $stack_adjust | ret far stack_adjust |
8. 在 AT&T 汇编格式中，内存操作数的寻址方式是
| section:disp(base, index, scale) |
9. 而在 Intel 汇编格式中，内存操作数的寻址方式为：
| section:[base + index*scale + disp] |
10. 由于 Linux 工作在保护模式下，用的是 32 位线性地址，所以在计算地址时不用考虑段基址和偏移量，而是采用如下的地址计算方法：
| disp + base + index * scale |
11. 下面是一些内存操作数的例子：
| AT&T 格式 | Intel 格式 |
| movl -4(%ebp), %eax | mov eax, [ebp - 4] |
| movl array(, %eax, 4), %eax | mov eax, [eax*4 + array] |
| movw array(%ebx, %eax, 4), %cx | mov cx, [ebx + 4*eax + array] |
| movb $4, %fs:(%eax) | mov fs:eax, 4 |
二、Hello World!
既然所有程序设计语言的第一个例子都是在屏幕上打印一个字符串 "Hello World!"，那我们也以这种方式来开始介绍 Linux 下的汇编语言程序设计。
在 Linux 操作系统中，你有很多办法可以实现在屏幕上显示一个字符串，但最简洁的方式是使用 Linux 内核提供的系统调用。使用这种方法最大的好处是可以直接和操作系统的内核进行通讯，不需要链接诸如 libc 这样的函数库，也不需要使用 ELF 解释器，因而代码尺寸小且执行速度快。
Linux 是一个运行在保护模式下的 32 位操作系统，采用 flat memory 模式，目前最常用到的是 ELF 格式的二进制代码。一个 ELF 格式的可执行程序通常划分为如下几个部分：.text、.data 和 .bss，其中 .text 是只读的代码区，.data 是可读可写的数据区，而 .bss 则是可读可写且没有初始化的数据区。代码区和数据区在 ELF 中统称为 section，根据实际需要你可以使用其它标准的 section，也可以添加自定义 section，但一个 ELF 可执行程序至少应该有一个 .text 部分。下面给出我们的第一个汇编程序，用的是 AT&T 汇编语言格式：
例1. AT&T 格式
| #hello.s .data # 数据段声明 msg : .string "Hello, world!\\n" # 要输出的字符串 len = . - msg # 字串长度 .text # 代码段声明 .global _start # 指定入口函数 _start: # 在屏幕上显示一个字符串 movl $len, %edx # 参数三：字符串长度 movl $msg, %ecx # 参数二：要显示的字符串 movl $1, %ebx # 参数一：文件描述符(stdout) movl $4, %eax # 系统调用号(sys_write) int $0x80 # 调用内核功能 # 退出程序 movl $0,%ebx # 参数一：退出代码 movl $1,%eax # 系统调用号(sys_exit) int $0x80 # 调用内核功能 |
初次接触到 AT&T 格式的汇编代码时，很多程序员都认为太晦涩难懂了，没有关系，在 Linux 平台上你同样可以使用 Intel 格式来编写汇编程序：
例2. Intel 格式
| ; hello.asm section .data ; 数据段声明 msg db "Hello, world!", 0xA ; 要输出的字符串 len equ $ - msg ; 字串长度 section .text ; 代码段声明 global _start ; 指定入口函数 _start: ; 在屏幕上显示一个字符串 mov edx, len ; 参数三：字符串长度 mov ecx, msg ; 参数二：要显示的字符串 mov ebx, 1 ; 参数一：文件描述符(stdout) mov eax, 4 ; 系统调用号(sys_write) int 0x80 ; 调用内核功能 ; 退出程序 mov ebx, 0 ; 参数一：退出代码 mov eax, 1 ; 系统调用号(sys_exit) int 0x80 ; 调用内核功能 |
上面两个汇编程序采用的语法虽然完全不同，但功能却都是调用 Linux 内核提供的 sys_write 来显示一个字符串，然后再调用 sys_exit 退出程序。在 Linux 内核源文件 include/asm-i386/unistd.h 中，可以找到所有系统调用的定义。
四、系统调用
即便是最简单的汇编程序，也难免要用到诸如输入、输出以及退出等操作，而要进行这些操作则需要调用操作系统所提供的服务，也就是系统调用。除非你的程序只完成加减乘除等数学运算，否则将很难避免使用系统调用，事实上除了系统调用不同之外，各种操作系统的汇编编程往往都是很类似的。
在 Linux 平台下有两种方式来使用系统调用：利用封装后的 C 库（libc）或者通过汇编直接调用。其中通过汇编语言来直接调用系统调用，是最高效地使用 Linux 内核服务的方法，因为最终生成的程序不需要与任何库进行链接，而是直接和内核通信。
和 DOS 一样，Linux 下的系统调用也是通过中断（int 0x80）来实现的。在执行 int 80 指令时，寄存器 eax 中存放的是系统调用的功能号，而传给系统调用的参数则必须按顺序放到寄存器 ebx，ecx，edx，esi，edi 中，当系统调用完成之后，返回值可以在寄存器 eax 中获得。
所有的系统调用功能号都可以在文件 /usr/include/bits/syscall.h 中找到，为了便于使用，它们是用 SYS_<name> 这样的宏来定义的，如 SYS_write、SYS_exit 等。例如，经常用到的 write 函数是如下定义的：
| ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); |
该函数的功能最终是通过 SYS_write 这一系统调用来实现的。根据上面的约定，参数 fb、buf 和 count 分别存在寄存器 ebx、ecx 和 edx 中，而系统调用号 SYS_write 则放在寄存器 eax 中，当 int 0x80 指令执行完毕后，返回值可以从寄存器 eax 中获得。
或许你已经发现，在进行系统调用时至多只有 5 个寄存器能够用来保存参数，难道所有系统调用的参数个数都不超过 5 吗？当然不是，例如 mmap 函数就有 6 个参数，这些参数最后都需要传递给系统调用 SYS_mmap：
| void * mmap(void *start, size_t length, int prot , int flags, int fd, off_t offset);c |
当一个系统调用所需的参数个数大于 5 时，执行int 0x80 指令时仍需将系统调用功能号保存在寄存器 eax 中，所不同的只是全部参数应该依次放在一块连续的内存区域里，同时在寄存器 ebx 中保存指向该内存区域的指针。系统调用完成之后，返回值仍将保存在寄存器 eax 中。
由于只是需要一块连续的内存区域来保存系统调用的参数，因此完全可以像普通的函数调用一样使用栈(stack)来传递系统调用所需的参数。但要注意一点， Linux 采用的是 C 语言的调用模式，这就意味着所有参数必须以相反的顺序进栈，即最后一个参数先入栈，而第一个参数则最后入栈。如果采用栈来传递系统调用所需的参数，在执行 int 0x80 指令时还应该将栈指针的当前值复制到寄存器 ebx中。
五、命令行参数
在 Linux 操作系统中，当一个可执行程序通过命令行启动时，其所需的参数将被保存到栈中：首先是 argc，然后是指向各个命令行参数的指针数组 argv，最后是指向环境变量的指针数据 envp。在编写汇编语言程序时，很多时候需要对这些参数进行处理，下面的代码示范了如何在汇编代码中进行命令行参数的处理：
例3. 处理命令行参数
| # args.s .text .globl _start _start: popl %ecx # argc vnext: popl %ecx # argv test %ecx, %ecx # 空指针表明结束 jz exit movl %ecx, %ebx xorl %edx, %edx strlen: movb (%ebx), %al inc %edx inc %ebx test %al, %al jnz strlen movb $10, -1(%ebx) movl $4, %eax # 系统调用号(sys_write) movl $1, %ebx # 文件描述符(stdout) int $0x80 jmp vnext exit: movl $1,%eax # 系统调用号(sys_exit) xorl %ebx, %ebx # 退出代码 int $0x80 ret |
六、GCC 内联汇编
用汇编编写的程序虽然运行速度快，但开发速度非常慢，效率也很低。如果只是想对关键代码段进行优化，或许更好的办法是将汇编指令嵌入到 C 语言程序中，从而充分利用高级语言和汇编语言各自的特点。但一般来讲，在 C 代码中嵌入汇编语句要比"纯粹"的汇编语言代码复杂得多，因为需要解决如何分配寄存器，以及如何与C代码中的变量相结合等问题。
GCC 提供了很好的内联汇编支持，最基本的格式是：
| __asm__("asm statements"); |
例如：
| __asm__("nop"); |
如果需要同时执行多条汇编语句，则应该用"\\n\\t"将各个语句分隔开，例如：
| __asm__( "pushl %%eax \\n\\t" "movl $0, %%eax \\n\\t" "popl %eax"); |
通常嵌入到 C 代码中的汇编语句很难做到与其它部分没有任何关系，因此更多时候需要用到完整的内联汇编格式：
| __asm__("asm statements" : outputs : inputs : registers-modified); |
插入到 C 代码中的汇编语句是以":"分隔的四个部分，其中第一部分就是汇编代码本身，通常称为指令部，其格式和在汇编语言中使用的格式基本相同。指令部分是必须的，而其它部分则可以根据实际情况而省略。
在将汇编语句嵌入到C代码中时，操作数如何与C代码中的变量相结合是个很大的问题。GCC采用如下方法来解决这个问题：程序员提供具体的指令，而对寄存器的使用则只需给出"样板"和约束条件就可以了，具体如何将寄存器与变量结合起来完全由GCC和GAS来负责。
在GCC 内联汇编语句的指令部中，加上前缀''%''的数字(如%0，%1)表示的就是需要使用寄存器的"样板"操作数。指令部中使用了几个样板操作数，就表明有几个变量需要与寄存器相结合，这样GCC和GAS在编译和汇编时会根据后面给定的约束条件进行恰当的处理。由于样板操作数也使用'' %''作为前缀，因此在涉及到具体的寄存器时，寄存器名前面应该加上两个''%''，以免产生混淆。
紧跟在指令部后面的是输出部，是规定输出变量如何与样板操作数进行结合的条件，每个条件称为一个"约束"，必要时可以包含多个约束，相互之间用逗号分隔开就可以了。每个输出约束都以''=''号开始，然后紧跟一个对操作数类型进行说明的字后，最后是如何与变量相结合的约束。凡是与输出部中说明的操作数相结合的寄存器或操作数本身，在执行完嵌入的汇编代码后均不保留执行之前的内容，这是GCC在调度寄存器时所使用的依据。
输出部后面是输入部，输入约束的格式和输出约束相似，但不带''=''号。如果一个输入约束要求使用寄存器，则GCC在预处理时就会为之分配一个寄存器，并插入必要的指令将操作数装入该寄存器。与输入部中说明的操作数结合的寄存器或操作数本身，在执行完嵌入的汇编代码后也不保留执行之前的内容。
有时在进行某些操作时，除了要用到进行数据输入和输出的寄存器外，还要使用多个寄存器来保存中间计算结果，这样就难免会破坏原有寄存器的内容。在GCC内联汇编格式中的最后一个部分中，可以对将产生副作用的寄存器进行说明，以便GCC能够采用相应的措施。
下面是一个内联汇编的简单例子：
例4.内联汇编
| int main() { int a = 10, b = 0; __asm__ __volatile__("movl %1, %%eax;\\n\\r" "movl %%eax, %0;" :"=r"(b) :"r"(a) :"%eax"); printf("Result: %d, %d\\n", a, b); } |
上面的程序完成将变量a的值赋予变量b，有几点需要说明：
- 变量b是输出操作数，通过%0来引用，而变量a是输入操作数，通过%1来引用。
- 输入操作数和输出操作数都使用r进行约束，表示将变量a和变量b存储在寄存器中。输入约束和输出约束的不同点在于输出约束多一个约束修饰符''=''。
- 在内联汇编语句中使用寄存器eax时，寄存器名前应该加两个''%''，即%%eax。内联汇编中使用%0、%1等来标识变量，任何只带一个''%''的标识符都看成是操作数，而不是寄存器。
- 内联汇编语句的最后一个部分告诉GCC它将改变寄存器eax中的值，GCC在处理时不应使用该寄存器来存储任何其它的值。
- 由于变量b被指定成输出操作数，当内联汇编语句执行完毕后，它所保存的值将被更新。
在内联汇编中用到的操作数从输出部的第一个约束开始编号，序号从0开始，每个约束记数一次，指令部要引用这些操作数时，只需在序号前加上''%''作为前缀就可以了。需要注意的是，内联汇编语句的指令部在引用一个操作数时总是将其作为32位的长字使用，但实际情况可能需要的是字或字节，因此应该在约束中指明正确的限定符：
| 限定符 | 意义 |
| "m"、"v"、"o" | 内存单元 |
| "r" | 任何寄存器 |
| "q" | 寄存器eax、ebx、ecx、edx之一 |
| "i"、"h" | 直接操作数 |
| "E"和"F" | 浮点数 |
| "g" | 任意 |
| "a"、"b"、"c"、"d" | 分别表示寄存器eax、ebx、ecx和edx |
| "S"和"D" | 寄存器esi、edi |
| "I" | 常数（0至31） |
