汇编语言笔记

最近将汇编粗略的复习了下，作个简单记录：

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1，基础知识
2，寄存器
3，寄存器（内存访问）
4，第一个程序
5，[BX]和loop指令
6，包含多个段的程序
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第一章 基础知识
1，用汇编语言编写程序的过程如下图所示：

2，汇编语言发展至今，有以下3类指令组成：
汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器码。
伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行。
其它符号：如+、-、*、/等，由编译器识别，没有对应的机器码。
汇编语言的核心是汇编指令，它决定了汇编语言的特性。

3，每一种CPU都有自己的汇编指令集。CPU可以直接使用的信息在存储器中存放。

4，在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。存储单元从零开始顺序编号。一个存储单元可以存储8个bit，即8位二进制数。

5, 1Byte=8bit  1KB=1024B  1MB = 1024KB  1GB = 1024MB

6，每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连。也可以说，这些管脚引出总线。一个CPU可以引出3种总线的宽度标志了这个CPU的不同方面的性能：

地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力；
数据总线的宽度决定了CPU与其它器件进行数据传送时的一次数据传输量；
控制总线的宽度决定了CPU对系统中其它器件的控制能力。

7，CPU系统中各类存储器看作一个逻辑存储器，如下图所示。

8，不同的计算机系统的内存地址空间的分配情况各不相同。8086PC机内存地址空间分配情况如下图所示：

2.第二章 寄存器

1，一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件构成。运算器进行信息处理；寄存器进行信息存储；控制器控制各种器件进行工作；内部总线连接各种器件，在它们之间进行数据的传送。

2，8086 CPU有14个寄存器，每个寄存器都有一个名字：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW

3，通用寄存器：AX、BX、CX、DX，用于存储一般性的16位数据。这4个寄存器又可以各自分为两个独立的8位寄存器来用：AH和AL；BH和BL、CH和CL、DH和DL。数据存储情况如下所示：

4，字节：记为byte，一个字节由8个bit组成，可以存储在8位寄存器中。字：记为word，一个字由两个字节组成，这两个字节分别称为这个字的高位字节和低位字节。

5，几条汇编指令举例：

6，16位结构的CPU可以按照如下描述：
运算器一次最多可以处理16位的数据；
寄存器的最大宽度为16位；
寄存器和运算器之间的通路为16位。

7，8086CPU有20位地址总线，可以传送20位地址，达到1MB寻址能力。而8086CPU又是16位结构，所以，8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的办法来形成一个20位的物理地址，相关部件的逻辑结构如下图说所示：

1）CPU中的相关部件（CS和IP）提供两个16位的地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址；
2）段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件；
3）地址加法器将两个16位地址合成为一个20位的物理地址：物理地址 = 段地址x 16 + 偏移地址 
4）地址加法器通过内部总线将20位物理地址送入输入输出控制电路；
5）输入输出控制电路将20位物理地址送上地址总线；
6）20位物理地址被地址总线传送到存储器。

8，CS和IP是8086CPU中两个最关键的寄存器，它们指示了CPU当前读取指令的地址。CS为代码段寄存器，IP为指令指针寄存器。在8086CPU机中，任意时刻，设CS中的内容为M，IP中的内容为N，8086CPU将从内存Mx16+N单元开始，读取一条指令并执行。

9，8086CPU的工作过程简述如下：
Step1: 从CS:IP指向的内存单元读取指令，读取的指令进入指令缓冲器；
Step2：IP=IP+所读取指令的长度，从而指向下一条指令；
Step3：指令执行。转至step1，重复这个过程。

10，修改CS、IP的指令
a）jmp 段地址：偏移地址  -> 用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。
b）Jmp 某一合法寄存器    -> 仅修改IP的内容

第三章 寄存器（内存访问）
1，子单元，即存放一个字型数据（16位）的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。高地址内存单元中存放字型数的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的低位字节。起始地址为N的字单元简称为N地址字单元。

2，DS和[address]。8086CPU有一个DS寄存器，通常用来存放要访问数据的段地址。用mov指令访问内存单元，可以再mov指令中只给出单元的偏移地址，此时，段地址默认在DS寄存器中。示例代码如下：将1000H（1000:0）中的数据读入到al中。至于为何不直接将1000H送入ds，即mov ds,1000H，这是8086CPU硬件设计的问题。

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[0]

3，mov指令
mov：寄存器，数据
mov：寄存器，寄存器
mov：寄存器，内存单元
mov：段寄存器，内存单元
mov：内存单元，寄存器
mov：内存单元，段寄存器
mov：段寄存器，寄存器
mov：寄存器，段寄存器

4，add指令
add：寄存器，数据
add：寄存器，寄存器
add：内存单元，寄存器
add：寄存器，内存单元

4，sub指令
sub：寄存器，数据
sub：寄存器，寄存器
sub：内存单元，寄存器
sub：寄存器，内存单元

 
5，jmp指令
jmp：段地址：偏移地址  用段地址修改CS 用偏移地址修改IP
jmp：寄存器，只用寄存器的内容修改IP

6，在内存和寄存器之间传送字型数据时，高地址单元和高8位寄存器、低地址单元和低8位寄存器相对应。

7，mov、add、jmp是具有两个操作对象的指令。jmp是具有一个操作对象的指令。

8，栈：LIFO（Last In First Out，后进先出）。

9，8086CPU出栈入栈都是以字为单位进行的；在SS、SP中存放栈顶的段地址和偏移地址；任意时刻，SS:SP指向栈顶元素；push指令（入栈）和pop指令（出栈）执行时，CPU从SS和SP中得到栈顶的地址；8086CPU只记录栈顶，栈空间的大小我们要自己管理；push、pop实质上是一种内存传送指令。

10，push ax 由一下两步完成
1）SP=SP-2
2）将ax中的内容送入SS:SP指向的内存单元

11，pop ax 
1）将SS:SP指向的内存单元中的内容送入ax
2）SP=SP+2

12，push/pop其它
push 寄存器
pop 寄存器
push 段寄存器 
pop 段寄存器
push 内存单元
pop 内存单元
只给出内存单元的偏移地址，段地址在指令执行时从ds中获得。

13，段的综述
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为了编程的方便，人为的将一段内存定义为一个段：用一个段地址指示段，用偏移地址访问段内的单元。
比如，用一个段存放数据，将它定义为“数据段”；用一个段存放代码，将它定义为“代码段”；用一个段当作栈，将它定义为“栈段”。

对于数据段，将它的段地址放在DS中，用mov、add、sub等访问内存单元的指令时，CPU就将我们定义的数据段中的内容当作数据来访问；
对于代码段，将它的段地址放在CS中，将段中第一条指令的偏移地址放在IP中，这样CPU就将执行我们定义的代码段中的指令；
对于栈段，将它的段地址放在SS中，将栈顶单元的偏移地址放在SP中，这样CPU在需要进行栈操作的时候，比如执行push、pop指令等，就将我们定义的栈段当作栈空间来用。

可见，不管我们如何安排，CPU将内存中的某段内容当作代码，是因CS:IP指向了那里；CPU将某段内存当作栈，是因为SS:SP指向了那里。我们要清楚，什么是我们的安排，以及如何让CPU按我们的安排行事。

一段代码，可以既是代码的存储空间，又是数据的存储空间，还可以是栈空间，也可以什么也不是。关键在于寄存器的设置，即CS、IP，SS、SP，DS的指向。
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第四章 第一个程序
1，segment 和ends是一对成对使用的伪指令，用于定义一个段。segment说明一个段开始，ends说明一个段结束。如下的Xxx为段的名称。

Xxx segment
...
Xxx ends

2，伪指令end是一个汇编程序的结束标记。注意区别ends（与segment是成对使用的）。

3，伪指令assume含义为“假设”，即假设某一段寄存器和程序中的某一个用segment...ends定义的段相关联。

4，与结束相关的概念

5，汇编程序从写出到执行的全部过程如下：

 

第五章 [BX]和loop指令

1，mov ax, [bx]  功能：bx中存放的数据作为一个偏移地址EA，段地址SA默认在ds中，将SA:EA处的数据送入ax中。即：（ax）=（（ds）*16+（bx））。

2，mov [bx], ax 功能：bx中存放的数据作为一个偏移地址EA，段地址SA默认在ds中，将ax中的数据送入内存SA：EA处。即：（（ds）*16+（bx））=（ax）。

3，用cx和loop指令相配合实现循环功能的程序框架如下：

  mov cx, 循环次数
s: 
  循坏执行的程序段
  loop s

4，loop指令的格式是：loop标号，CPU执行loop指令的时候，要进行两个操作：
Step1：（cx）=（cx）-1；
Step2：判断cx中的值，不为零则转至标号处执行程序，如果为零则向下执行。

第六章 包含多个段的程序

1，段名相当于一个标号，它代表了段地址。所以，“mov ax,data”就是将名为data的段的段地址送入ax.

assume cs:code,ds:data,ss:stack
data segment
    dw    0123H,0456H,0789H,0abcH,0defH,0fedH,0cbaH,0987H
data ends
stack segment
    dw    0,0,0,0,0,0,0,0
stack ends
code segment    
start:    mov ax,stack
        mov ss,ax
        mov sp,16    ;将设置栈顶ss:sp指向stack:16
        
        mov ax,data
        mov ds,ax    ;ds指向data 
        
        mov bx,0    ;ds:bx指向data段中第一个单元
        mov cx,8
    s:    push [bx]
        add bx,2
        loop s        ;将以上代码段0-16单元中的8个字符型数据依次入栈
        
        mov bx,0
        mov cx,8
    s0:    pop [bx]
        add bx,2
        loop s0        ;以上依次出栈8个字符型数据到代码段0-16单元中
        
        mov ax,4c00H
        int 21h
code ends
end start            ;指名程序的入口在start处

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参考：
1,《汇编语言》-王爽，清华大学出版社
2,  汇编网