【汇编语言】call 和 ret 指令（一） —— 探讨汇编中的ret和retf指令以及call指令及其多种转移方式

前言

📌 汇编语言是很多相关课程（如数据结构、操作系统、微机原理）的重要基础。但仅仅从课程的角度出发就太片面了，其实学习汇编语言可以深入理解计算机底层工作原理，提升代码效率，尤其在嵌入式系统和性能优化方面有重要作用。此外，它在逆向工程和安全领域不可或缺，帮助分析软件运行机制并增强漏洞修复能力。 本专栏的汇编语言学习章节主要是依据王爽老师的《汇编语言》来写的，和书中一样为了使学习的过程容易展开，我们采用以8086CPU为中央处理器的PC机来进行学习。

想想程序之间的加载返回过程。

call 和ret 指令都是转移指令，它们都修改IP，或同时修改CS和IP。它们经常被共同用来实现子程序的设计。这一章，我们讲解call和ret指令的原理。

1. ret 和 retf

1.1 ret 指令

1.1.1 功能与理解

ret指令用栈中的数据，修改IP的内容，从而实现近转移。

CPU执行ret指令时，进行下面两步操作：

（1）(IP)=((ss)*16+(sp))

（2）(sp)=(sp)+2

如果我们用汇编语法来解释ret指令，则：

CPU执行ret指令时，相当于进行： pop IP

1.1.2 程序演示

下面的程序中，ret 指令执行后，(IP)=0，CS:IP指向代码段的第一条指令。

assume cs:code

stack segment
	db 16 dup(0)
stack ends

code segment
		mov ax,4c00h
		int 21h

start:	mov ax,stack
		mov ss,ax
		mov sp,16
		mov ax,0
		push ax
		mov bx,0
		ret
code ends

end start

1.2 retf 指令

1.2.1 功能与理解

retf指令用栈中的数据，修改CS和IP的内容，从而实现远转移。

CPU执行retf指令时，进行下面4步操作：

（1）(IP)=((ss)*16+(sp))

（2）(sp)=(sp)+2

（3）(CS)=((ss)*16+(sp))

（4）(sp)=(sp)+2

如果我们用汇编语法来解释ret和retf指令，则：

CPU执行retf指令时，相当于进行： pop IP pop CS

1.2.2 程序演示

下面的程序中，retf指令执行后，CS:IP指向代码段的第一条指令。

assume cs:code

stack segment
	db 16 dup(0)
stack ends

code segment
		mov ax,4c00h
		int 21h

start:	mov ax,stack
		mov ss,ax
		mov sp,16
		mov ax,0
		push cs
		push ax
		mov bx,0
		retf
code ends

end start

2. call 指令

call指令经常跟ret指令配合使用，因此CPU执行call指令，进行两步操作：

（1）将当前的 IP 或 CS和IP 压入栈中

（2）转移

call 指令不能实现短转移，除此之外，call指令实现转移的方法和 jmp 指令的原理相同。

下面的几个内容中 ，我们以给出转移目的地址的不同方法为主线，讲解call指令的主要应用格式。

3. 依据位移进行转移的call指令

3.1 格式与功能

3.1.1 格式

call 标号

（将当前的 IP 压栈后，转到标号处执行指令）

3.1.2 功能

CPU执行此种格式的call指令时，进行如下的操作：

（1）(sp) = (sp) – 2

​ ((ss)*16+(sp)) = (IP)

（2）(IP) = (IP) + 16位位移

• 16位位移 = “标号”处的地址－call指令后的第一个字节的地址
• 16位位移的范围为 -32768~32767，用补码表示
• 16位位移由编译程序在编译时算出。

3.2 理解指令

从上面的描述中，可以看出，如果我们用汇编语法来解释此种格式的 call指令，则：

CPU 执行指令“call 标号”时，相当于进行： push IP jmp near ptr 标号

4. 转移的目的地址在指令中的call指令

前面讲解的call指令，其对应的机器指令中并没有转移的目的地址 ，而是相对于当前IP的转移位移。

4.1 格式与功能

4.1.1 格式

指令“call far ptr 标号”

实现的是段间转移。

4.1.2 功能

CPU执行“call far ptr 标号”这种格式的call指令时，进行如下的操作：

（1） (sp) = (sp) – 2

​ ((ss) ×16+(sp)) = (CS)

​ (sp) = (sp) – 2

​ ((ss) ×16+(sp)) = (IP)

（2）(CS) = 标号所在的段地址

 (IP) = 标号所在的偏移地址

4.2 理解指令

从上面的描述中可以看出，如果我们用汇编语法来解释此种格式的 call 指令，则：

CPU 执行指令 “call far ptr 标号” 时，相当于进行： push CS push IP jmp far ptr 标号

5. 转移地址在寄存器中的call指令

4.1 格式与功能

4.1.1 格式

指令格式：call 16位 reg（寄存器）

4.1.2 功能

功能：

(sp) = (sp) – 2

((ss)*16+(sp)) = (IP)

(IP) = (16位寄存器)

4.2 理解指令

用汇编语法解释此种格式的 call 指令，

CPU执行“call 16位 reg”时，相当于进行： push IP jmp 16位寄存器

6. 转移地址在内存中的call指令

转移地址在内存中的call指令有两种格式：

（1）call word ptr 内存单元地址

（2）call dword ptr 内存单元地址

6.1 字大小的内存形式

6.1.1 格式

call word ptr 内存单元地址

6.1.2 理解指令

用汇编语法来解释此种格式的call指令，则：

CPU 执行“call word ptr 内存单元地址”时，相当于进行： push IP jmp word ptr 内存单元地址

比如，下面的指令：

mov sp,10h
mov ax,0123h
mov ds:[0],ax
call word ptr ds:[0]

执行后，(IP)=0123H，(sp)=0EH。

6.2 双字大小的内存形式

6.2.1 格式

call dword ptr 内存单元地址

6.2.2 理解指令

用汇编语法来解释此种格式的call指令，则：

CPU 执行“call dword ptr 内存单元地址”时，相当于进行： push CS push IP jmp dword ptr 内存单元地址

比如，下面的指令：

mov sp,10h
mov ax,0123h
mov ds:[0],ax
mov word ptr ds:[2],0
call dword ptr ds:[0]

执行后，(CS)=0，(IP)=0123H，(sp)=0CH。

结语

今天的分享到这里就结束啦！如果觉得文章还不错的话，可以三连支持一下。

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