Intel Assembly ljmp-Syntax aus der AT & T-Syntax

Dec 18 2020

Ich versuche, den xv6-Startcode von der At & t-Syntax in die Intel-Syntax zu konvertieren, und ich habe ein Problem mit der ljmp-Anweisung. Ich versuche, den Startvorgang von Intel-Computern zu erlernen, und ich bin nicht besonders stark in der Intel-Montage.

Die ursprüngliche AT & T-Syntax lautet .ljmp $0x8, $start32

Minimales Beispiel:

.code16
   jmp 0x8:start32          # won't assemble

.code32
start32:
   nop

Die Verwendung as -32 -msyntax=intel -mnaked-reg foo.smit GNU Binutils 2.35.1 erzeugt
Error: junk ':start32' after expressionfür die ferne jmp-Linie.

Ich benutze GNU als und gcc Tools.
Möglicherweise gibt es auch andere Probleme mit der Assembly, z. B. gdtdesc und gdt.

Der vollständige Code, der auf die Intel-Syntax portiert ist, lautet:

# Start the first CPU: switch to 32-bit protectied mode, jump into C.
# The BIOS loads this code from the first sector of the hard disk into
# memory at physical address 0x7c00 and starts executing in real mode
# with cs = 0 and ip = 7c00.
.code16
.global start
start:
    # Disable interrupts.
    cli

    # Zero data segment registers DS, ES, and SS.
    xor ax, ax
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax

seta20.1:
    # Wait for not busy.
    in al, 0x64
    test al, 0x2
    jnz seta20.1

    # 0xd1 -> port 0x64
    mov al, 0xd1
    out 0x64, al

seta20.2:
    # Wait for not busy.
    in al, 0x64
    test al, 0x2
    jnz seta20.2

    # 0xdf -> port 0x60
    mov al, 0xdf
    out 0x60, al

    # Switch from real to protected mode. Use a bootstrap GDT that makes
    # virtual addresses map directly to physical addressses so that the
    # effective memory map doesn't change during the transition.
    lgdt gdtdesc

    # Protection Enable in cr0 register.
    mov eax, cr0
    or eax, 0x1
    mov cr0, eax

    # Complete the transtion to 32-bit protected mode by using a long jmp
    # to reload cs and eip. The segment descriptors are set up with no
    # translation, so that the mapping is still the identity mapping.

    # This instruction giving me problems.
    ljmp start32, 0x8

.code32
start32:
    # Set up the protected-mode data segment registers
    mov ax, 0x10
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax

    # Zero the segments not ready for use.
    xor ax, ax
    mov fs, ax
    mov gs, ax

    # Set up the stack pointer and call into C.
    mov esp, start
    call bootmain

    # If bootmain returns spin.. ??
spin:
    hlt
    jmp spin

# Bootstrap GDT set up null segment, code segment, and data segment respectively.
# Force 4 byte alignment.
.p2align 2
gdt:
    .word 0x0000, 0x0000
    .byte 0, 0, 0, 0
    .word 0xffff, 0x0000
    .byte 0, 0x9a, 0xcf, 0
    .word 0xffff, 0x0000
    .byte 0, 0x92, 0xcf, 0

# sizeof(gdt) - 1 and address of gdt respectively.
gdtdesc:
    .word (gdtdesc - gdt - 1)
    .long gdt

Antworten

3 PeterCordes Dec 18 2020 at 11:58

Sie können verwenden jmp 0x08, start32

Funktioniert aus irgendeinem Grund jmp 0x8:start32erst danach .intel_syntax noprefix, auch mit Befehlszeilenargumenten, die gleichwertig sein sollten. Dies ist die von Binutils verwendete Syntax objdump -d -Mintel -mi8086, z. B. handelt ea 16 00 08 00 jmp 0x8:0x16es sich wahrscheinlich um einen GAS-Fehler, der manchmal nicht akzeptiert wird.


Ich habe Ihre Frage bearbeitet, um ein kleines reproduzierbares Beispiel mit as2.35.1 (das ich unter Arch GNU / Linux habe) zu erstellen, basierend auf Ihren Kommentaren, die Jester antworten. Ich habe Befehlszeilenoptionen eingefügt: Ich gehe davon aus, dass Sie diese verwendet haben müssen, da .intel_syntax noprefixIhre Datei keine Direktive enthält.

Das scheint das Problem zu sein: -msyntax=intel -mnaked-regmacht andere Intel - Syntax Dinge funktionieren, wie xor ax,ax, aber nicht nicht machen jmp 0x8:start32Arbeit (oder andere Art und Weise des Schreibens es). Nur eine .intel_syntax noprefix1- Direktive bewirkt, dass diese Syntax für far jmp funktioniert.

# .intel_syntax noprefix        # rely on command line options to set this
.code16
   xor  ax, ax              # verify that command-line setting of intel_syntax worked, otherwise this line errors.

   ljmp 0x8, start32        # Working before or after a syntax directive, but is basically AT&T syntax
#   jmp 0x8:start32          # fails here, works after a directive
   jmp 0x8, start32         # Michael Petch's suggested syntax that's still somewhat AT&Tish.  works with just cmdline opts. 

.att_syntax
   ljmp $0x8, $start32      # working everywhere, even with clang
.intel_syntax noprefix
   jmp 0x8:start32          # objdump disassembly syntax, but only works after a .intel_syntax noprefix directive

.code32
start32:
   nop

Ich habe überprüft, dass die -msyntax=intel -mnaked-regArbeit für andere Anweisungen funktioniert, bei denen ihre Wirkung erforderlich ist: movzx ax, alfunktioniert. Aber ohne würden -mnaked-regwir "zu viele Speicherreferenzen" erhalten, weil "ax" und "al" als Symbolnamen verwendet würden. Ohne oder "Nichtübereinstimmung der Operandengröße" ohne -msyntax=intel.

Eine GAS-Auflistung von as -32 -msyntax=intel -mmnemonic=intel -mnaked-reg -o foo.o foo.s -al --listing-lhs-width=2 --listing-rhs-width=140
(Ich bin mir ziemlich sicher -mmnemonic=intel, dass dies irrelevant ist und durch Syntax = Intel impliziert wird.)

Beachten Sie, dass Sie sehen können, welche Anweisungen funktionierten, weil sie Maschinencode haben, und welche nicht (die erste jmp 0x8:start32), weil die linke Spalte dafür leer ist. Die allererste Spalte wäre normalerweise Adressen, ist aber ???? weil die Montage fehlgeschlagen ist. (Weil ich das nicht kommentiert habe, um jmp 0x8:start32zu zeigen, dass es beim ersten Mal fehlschlägt und beim zweiten Mal funktioniert.)

foo.s: Assembler messages:
foo.s:6: Error: junk `:start32' after expression
GAS LISTING foo.s                       page 1


   1                            # .intel_syntax noprefix        # rely on command line options to set this
   2                            .code16
   3 ???? 0FB6C0                   movzx   ax, al              # verify that command-line setting of intel_syntax worked, otherwise this line errors.
   4                       
   5 ???? EA170008 00              ljmp 0x8, start32        # Working before or after a syntax directive, but is basically AT&T syntax
   6                               jmp 0x8:start32          # fails here, works after a directive
   7 ???? EA170008 00              jmp 0x8, start32         # Michael Petch's suggested syntax that's still somewhat AT&Tish.  works with just cmdline opts. 
   8                       
   9                            .att_syntax
  10 ???? EA170008 00              ljmp $0x8, $start32      # working everywhere, even with clang
  11                            .intel_syntax noprefix
  12 ???? EA170008 00              jmp 0x8:start32          # objdump disassembly syntax, but only works after a .intel_syntax noprefix directive
  13                       
  14                            .code32
  15                            start32:
  16 ???? 90                       nop
  17                       

(GAS listet die Feldbreiten für die linke Spalte in "Wörtern" auf, was anscheinend 32-Bit-Blöcke bedeutet. Deshalb wird das 00höchstwertige Byte des Segmentselektors durch ein Leerzeichen getrennt.)

Ein Etikett vor das zu setzen jmp 0x8:labelhalf nicht; Es geht nicht um Vorwärts- oder Rückwärtsreferenz. Auch jmp 0x8:23versagt nicht zusammenzubauen.


Von Disassemblern "empfohlene" Syntax aus einem funktionierenden Build:

objdump -drwC -Mintel -mi8086 foo.o ::

foo.o:     file format elf32-i386

Disassembly of section .text:

00000000 <start32-0x17>:
   0:   0f b6 c0                movzx  ax,al
   3:   ea 17 00 08 00          jmp    0x8:0x17 4: R_386_16     .text
   8:   ea 17 00 08 00          jmp    0x8:0x17 9: R_386_16     .text
   d:   ea 17 00 08 00          jmp    0x8:0x17 e: R_386_16     .text
  12:   ea 17 00 08 00          jmp    0x8:0x17 13: R_386_16    .text

00000017 <start32>:
  17:   90                      nop

llvm-objdump --mattr=+16bit-mode --x86-asm-syntax=intel -d foo.o ::

00000000 <.text>:
       0: 0f b6 c0                      movzx   ax, al
       3: ea 17 00 08 00                ljmp    8, 23
       8: ea 17 00 08 00                ljmp    8, 23
       d: ea 17 00 08 00                ljmp    8, 23
      12: ea 17 00 08 00                ljmp    8, 23

00000017 <start32>:
      17: 90                            nop

Übrigens, ich habe kein Clang 11.0 bekommen, um Intel-Syntax-Versionen davon mit einem Symbolnamen zusammenzustellen. ljmp 8, 12montiert mit Klirren, aber nicht einmal ljmp 8, start32. Nur durch Umschalten auf AT & T-Syntax und zurück konnte ich Clangs eingebauten Assembler ( clang -m32 -masm=intel -c) dazu bringen, einen 16-Bit-Modus für jmp auszugeben.

.att_syntax
   ljmp $0x8, $start32      # working everywhere, even with clang
.intel_syntax noprefix

Beachten Sie, dass diese direkte Form von Fern-JMP im 64-Bit-Modus nicht verfügbar ist. Vielleicht hat der integrierte Assembler von LLVM deshalb weniger Aufwand betrieben.


Fußnote 1: Funktioniert eigentlich .intel_syntax prefixauch, aber benutze das nie. Niemand möchte das Franken-Monster sehen, das ist mov %eax, [%eax], oder besonders das add %edx, %eax, das dst, srcOrdnung verwendet, aber mit AT & T-dekorierten Registernamen.

3 MichaelPetch Dec 18 2020 at 10:55

In dem vollständig übersetzten Code, den Sie präsentiert haben, ist diese Zeile falsch:

ljmp start32, 0x8

Die richtige Syntax für ein FAR JMP in der Intel-Syntax von GNU Assembler lautet:

ljmp 0x08, start32

Der Auswahlwert wäre der erste und der Versatz der zweite. Es scheint, dass Sie bei der Übersetzung aus der AT & T-Syntax diese beiden Werte umgekehrt haben, wenn die Reihenfolge gleich geblieben sein sollte. Wenn die Werte umgekehrt wären, hätten Sie den Fehler erhalten Error: can't handle non absolute segment in 'ljmp'. In GNU Assembler Intel Syntax Sie auch ersetzen können ljmpmit jmpso jmp 0x08, start32auch funktionieren würde.

Es gibt verschiedene Varianten der Intel-Syntax. jmp 0x8:start32ist die Intel-Syntax von NASM und unterscheidet sich von der Intel-Syntax von GNU Assembler, bei der sich die :und ,unterscheiden. Wenn Sie a verwenden :, um die beiden Werte zu trennen, wird der Fehler Error: junk ':start32' after expressionin GNU Assembler angezeigt.


Anmerkungen

  • Wenn der Code in bootmainnicht funktioniert, liegt wahrscheinlich ein Problem vor, das nicht mit dem Bootloader-Code zusammenhängt, den Sie in dieser Frage vorgestellt haben. Wenn Sie auch den gesamten C- Code mit Intel-Syntax anstelle der AT & T-Syntax erstellen, stellen Sie sicher, dass die gesamte Inline-Assembly ordnungsgemäß konvertiert wurde, da Quelle und Operand ebenfalls umgekehrt worden wären. xv6 wahrscheinlich hat Inline - Assembly in einer Reihe von Dateien , einschließlich xv6-public/x86.h, xv6-public/spinlock.c, xv6-public/usertests.cundxv6-public/stressfs.c