使用时间和对齐 NASM 指令将指令放置在复位向量指向的地址中

Question

我一直在思考以下汇编代码 (NASM IA-32)：

ORG 0xFF000 ; This is (1MB - 4KB) 0x100000 - 0x1000=0xFF000.
USE16 ;produce 16bit code
code_size EQU (end -init_16) ; calculates code length

times (4096-code_size) db 0x90 ; fills the rest of the memory with NOP's
init_16:
    cli ;disables interrupts (not really necessary, just an example)
    jmp init_16 ;infinite loop
align 16
end :

这只是一个例子。这个想法是我们有一个实模式的 IA-32 处理器。在内存的顶部 4Kbyte 上，我们有一个 NVRAM（非易失性 RAM）。重置向量指向 0xFFF0，因此代码尝试将 cli 指令放置在 0xFFFF0 地址中，而与放置在 init16 标签和 align 16 指令之间的指令数量无关（限制为 16 个字节，因此它可以容纳到 1Mbyte)。但我不明白它是怎么做到的。

我对@9​​87654325@ 和times 指令特别困扰。因为它们似乎依赖于另一个的结果所以我不知道 NASM 是如何解决这个问题的。

首先，我们有times 指令，它需要align 16 指令的结果。 times 需要知道align 16 添加了多少字节才能更改code_size 标签并用NOP's 填充剩余的内存。

我们还有align 指令，它需要知道times 指令的结果是什么，以便知道jmp 指令在哪里结束，然后计算它必须添加多少NOP's到达新的 16 位对齐位置。

所以在我看来，两个指令都依赖于另一个指令的结果。

此外，如果在cli 和jump 之间添加指令，我无法理解为什么cli 指令总是独立地以0xFFFF0 地址结束。这是目标，但我不知道它是如何工作的。

我认为这两个指令都构成了一个未确定的系统，因此有许多不同的解决方案。例如，在我之前提出的代码中，我认为解决方案可能是：

cli 指令在 0xFFFF1 结束 0xFFFF2 中的jump 指令 align 16 用 NOP 填充地址 0xFFFF2 到 0xFFFFF 所以现在定义了code size 标签，times 指令用 NOP 填充地址 0x0000 到 0xFFFF0

为什么这不是代码的行为？

Answer 1

首先，看到ORG 0xFF000 和USE16 在一起我觉得很奇怪。它认为在实地址模式下，ORG 是 64KB 段中的 16 位偏移量。

这是多通道汇编器的奇迹

因为在第一遍时，汇编器还不知道 end 和 init_16 标签，它可以跳过依赖它的times。这会将当前偏移量 ($) 保留在 ORG。然后是编码cli的3个字节和短跳转jmp init_16，然后是align 16产生的13个字节。
此时，两个标签都是已知的，并且可以开始使用这些偏移量进行后续传递。 code_size 计算为 16（两个标签之间的差异），因此 times 填充为 4080 nops (4096-16)。
尽管这 2 个标签现在在内存中向上移动了 4080 字节，但它们的差异仍然相同 (16)，因此不需要进一步的遍历。代码已解析。

此外，我不明白为什么 cli 指令总是独立地以 0xFFFF0 地址结束如果在 cli 和跳转之间添加指令。这是目标，但我不知道它是如何工作的

在 cli 之后添加一些指令不会更改概述的过程，只要两个标签之间的差异保持 16。您可以插入价值 13 个字节的指令。