介绍#

概念#

x86 是一种 CPU 指令集架构（ISA），定义了一套指令集（Instruction Set）。¹

x86 汇编是这套指令集的指令的人类可读表示。一条汇编语句通常对应一条机器码。²

语法#

类别#

x86 汇编语法通常有两种：

AT&T
Intel

Note

本文使用 AT&T 语法

我们的 CPU 只关心机器码，但是不同的汇编器仅支持特定的语法（类似 Assembler 和 Compiler 的关系）。

常见的三种汇编器：

GNU Assembler (GAS) as -> AT&T 语法
- scoop: gcc
Netwide Assembler (NASM) -> Intel 语法
- scoop: nasm
Microsoft Macro Assembler (MASM) -> Intel 语法

语法不能够混用，例如使用 NASM 去汇编一个 AT&T 语法的汇编文件会遇到诸如“error: instruction expected”的报错。

特点#

换行严格（毕竟没有分号之类的东西），一行就是一条语句
空格、缩进宽松。有没有都可以；用哪个都可以

结构#

将

1
int main() {
2
    return 0
3
}

使用 gcc -S -O0 -fno-asynchronous-unwind-tables -fno-ident 编译可得如下汇编代码：

1
  .file  "test.c"
2
  .text
3
  .globl  main
4
  .type  main, @function
5
main:
6
  pushq  %rbp
7
  movq  %rsp, %rbp
8
  movl  $0, %eax
9
  popq  %rbp
10
  ret
11
  .size  main, .-main
12
  .section  .note.GNU-stack,"",@progbits

删除其中的无用信息得到：

1
  .globl  main
2
main:
3
  movl  $0, %eax
4
  ret

观察上述汇编代码，可以发现有三种语句：

指令：movl $0, %eax, ret 等，其中 movl, ret 称为指令助记符 (Instruction Mnemonic) 或助记符。
伪指令 (directive)：.file, .text, .size，以 . 开头。
标签：main:，对应 C 的 goto。

以及：

立即数：$0
寄存器：%eax，%rbp 等

将精简后的代码进行汇编：

as test.s -o test.o

可得到对应目标文件

file test.o
test.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped

Note

不涉及物理地址的低级代码称为可重定位的 (relocatable)。³⁴⁵

汇编得到的目标文件无法执行，还需要进行链接：

gcc test.o -o test

但由于程序真正的入口点是 _start，上述操作本质上 gcc 帮我们封装了一层，用 _start 调用我们写的 main。

下面绕过 C 标准库，将 main 改写为 _start：

1
  .globl  _start
2
_start:
3
  movl  $60, %eax # 指定操作为退出
4
  movl  $0, %edi # 指定退出码为 0
5
  syscall

Note

注释：

AT&T -> #
Intel -> ;
部分汇编器支持 C 风格注释 -> //

ld test.o -o test

执行：

./test

指令#

x86 汇编基础的助记符有几十个。

在 AT&T 中，助记符的后缀：

q 代表 64 位，如 movq
l 代表 32 位，如 movl

具体如下：

后缀	全称	宽度/字节
b	byte	8
w	word	16
l	long	32
q	quad	64

AT&T 中，指令的操作数顺序：OP src, dest

例如：movl $0, %eax 将 0 放入 eax 寄存器

其中，$0 和 %eax 分别为这条指令的两个操作数。

操作数又可以分为：

直接操作数
- 立即数
如 $0
- 寄存器操作数
如 %eax
间接操作数

如 (%rbx)

数据传送#

`mov`#

算数#

`add`#

`mul`#

堆栈#

`push`#

`pop`#

其他指令#

`lea`#

lea 返回间接操作数的地址。⁴²⁴⁸

伪指令#

默认情况下，伪指令不区分大小写。⁴⁴⁵

`.file`#

文件元信息

`.globl`#

`.type`#

类型标注，告诉编译工具这个符号是什么类型，如 .type main, @function 描述 main 为一个函数。

只是描述性信息，多数情况下可以删除。

`.size`#

大小标注

`.ident`#

编译器版本标注

寄存器 #

通用目的寄存器#

General-Purpose Registers (GPRs)

Note

rax 是完整的 64 位寄存器，eax 是其低 32 位寄存器，ax 是其低 16 位寄存器，

ah 是其 8-15 位寄存器，al 是其低 8 位寄存器。

后面不再赘述。

rax
rbx
rbp -> 基址指针 (Base Pointer)
rsp -> 栈指针 (Stack Pointer)
rdi -> (Destination Index)

其他寄存器#

rip -> 指令指针 (Instruction Pointer)，即程序计数器 PC

段#

段声明表示从下面的内容开始，一直到下一个段声明，中间的内容都归入该段。

.section 用于声明段，例如：

.section .text 声明一个代码段，通常简写为 .text。

代码段#

在 AT&T 中代码段为 .text，在 Intel 风格中为 .code。

只读数据段#

.rodata，最常见的用途为字符串常量存储。

未初始化数据段#

通常用 .bss 表示。

Note

起始于 IBM 704 汇编中“块存储开始 (Block Storage Start)”首字母缩写。⁵⁴⁶⁸

约定#

返回值#

Note

程序真正的入口是 _start 而非 main：

_start 调用 main
main 将返回值 0 写入 %eax
main ret 返回
_start 从 %eax 拿到返回值

整数、指针 -> %rax

参数#

⁶²⁶

第一个参数 -> %rdi
第二个参数 -> %rsi
第三个参数 -> %rdx
第四个参数 -> %rcx
第五个参数 -> %r8
第六个参数 -> %r9

编写程序#

系统调用#

系统调用是内核提供的接口，我们可以通过汇编直接调用系统调用而不经过任何高级封装。

在 x86 下，系统调用由 0x80 中断完成，各个通用寄存器用于传递参数，EAX 寄存器用于表示系统调用的接口号。⁷³⁸⁵

现代的 x64 架构提供了专门的系统调用指令，分别用于从用户态到内核态、从内核态返回用户态，以下是支持情况：

指令	AMD Legacy	AMD Compat	AMD 64位	Intel Legacy	Intel Compat	Intel 64位
`syscall`⁸¹⁷⁴⁹⁶⁹⁸	✅	✅	✅	❌	❌	✅
`sysret`⁸¹⁷⁴⁹⁷⁰⁸	✅	✅	✅	❌	❌	✅
`sysenter`⁸¹⁷⁶⁹⁷⁰¹	✅	❌ (#UD)	❌ (#UD)	✅	✅	✅
`sysexit`⁸¹⁷⁶⁹⁷⁰⁵	✅	❌ (#UD)	❌ (#UD)	✅	✅	✅

以 Linux 7.1 为例，系统调用号写在 arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl 中，具体的函数原型在各自的内核源码中。

编写汇编时要查看系统调用的参数等信息，可以查阅该网站。

Note

要在 C/C++ 中调用系统调用，可以包含头文件 unistd.h

要查阅系统调用信息，可以直接查看 man 手册：man 2 read

目前有五百多个，这里列出几个常见的：

系统调用号	系统调用
0	read
1	write
2	open
3	close
57	fork
60	exit

调用一个系统调用：

1
    movq    $系统调用号, %rax
2
    movq    $第一个参数, %rdi
3
    movq    $第二个参数, %rsi
4
    ...
5
    syscall

Hello World#

1
    .section    .rodata
2
.LC0:
3
    .ascii    "Hello World!\n"
4
len = . - .LC0
5
    .text
6
    .globl    _start
7
_start:
8
    movq    $1, %rax # write
9
    movq    $1, %rdi # 文件描述符 fd
10
    leaq    .LC0(%rip), %rsi # buffer
11
    movq    $len, %rdx # count
12
    syscall
13

14
    movq    $60, %rax # exit
15
    movq    $0, %rdi # exit code
16
    syscall

反汇编#

十六进制#

对于程序：

1
    .globl _start
2
_start:
3
    movl    $60, %eax
4
    movl    $0, %edi
5
    syscall

编译后要查看其十六进制形式，有如下工具：

xxd -> vim 包提供
hexdump -> util-linux 包提供
od -> Unix，coreutils 包提供
hexyl -> 现代工具，需要从 ArchLinux 官方仓库安装

汇编#

要查看其汇编码，需要进行反汇编。

objdump#

objdump -d test

输出：

1
test：     文件格式 elf64-x86-64
2

3

4
Disassembly of section .text:
5

6
0000000000401000 <_start>:
7
  401000:  b8 3c 00 00 00         mov    $0x3c,%eax
8
  401005:  bf 00 00 00 00         mov    $0x0,%edi
9
  40100a:  0f 05                  syscall

radare2#

现代的 CLI 逆向工具 radare2。

进入交互式 shell：

r2 -A test

pdf

Note

r2 默认显示 Intel 风格，要切换为 AT&T：e asm.syntax=att（该命令仅在当前会话生效）。

References#

Instruction set architecture - Wikipedia ↩
Assembly language - Wikipedia ↩
Nisan N, Schocken S. 计算机系统要素: 如何从头构建一台现代计算机[M]. 李清安, 龚奕利, 译. 原书第2版. 北京: 机械工业出版社, 2024. ↩
Irvine K R. 汇编语言: 基于 x86 处理器[M]. 吴为民, 译. 原书第8版. 北京: 机械工业出版社, 2021. ↩ ↩²
Bryant R E, O’Hallaron D R. 深入理解计算机系统[M]. 龚奕利, 贺莲, 译. 原书第3版. 北京: 机械工业出版社, 2016. ↩
Lu H J, Matz M, Girkar M, 等. System V Application Binary Interface AMD64 Architecture Processor Supplement[S]. 1.0. 2025. ↩
俞甲子, 石凡, 潘爱民. 程序员的自我修养: 链接、装载与库[M]. 北京: 电子工业出版社, 2009. ↩
Advanced Micro Devices, Inc. AMD64 Architecture Programmer’s Manual Volume 2: System Programming[Z]. Revision 3.44. 2026. ↩ ↩² ↩³ ↩⁴
Intel Corporation. Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manual Volume 2: Instruction Set Reference 2B[Z]. 2026. ↩ ↩² ↩³ ↩⁴

x86 与 x64 汇编入门

介绍#

概念#

语法#

类别#

特点#

结构#

指令#

数据传送#

mov#

算数#

add#

mul#

堆栈#

push#

pop#

其他指令#

lea#

伪指令#

.file#

.globl#

.type#

.size#

.ident#

寄存器#

通用目的寄存器#

其他寄存器#

段#

代码段#

只读数据段#

未初始化数据段#

约定#

返回值#

参数#

编写程序#

系统调用#

Hello World#

反汇编#

十六进制#

汇编#

objdump#

radare2#

References#

Footnotes#

`mov`#

`add`#

`mul`#

`push`#

`pop`#

`lea`#

`.file`#

`.globl`#

`.type`#

`.size`#

`.ident`#

寄存器 #