汇编学习笔记1

准时赖床

已于 2025-03-22 23:52:27 修改

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文章标签：汇编学习

于 2025-03-21 08:04:34 首次发布

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笔者为了更好了解计算机的架构，深入学习linux，操作系统，选择学习汇编语言第三版（王爽），故记录一些笔记。

一、基础知识

1.存储单元

存储器被划分成若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号，例如一个存储器有128个存储单元，编号从0～127。

电子计算机的最小信息单位是 bit，也就是一个二进制位。8个bit组成一个Byte，也就是一个字节。微型机存储器的存储单元可以存储一个 Byte，即8个二进制位。一个存储器有128个存储单元，它可以存储128个 Byte。

2.CPU 对存储器的读写

CPU 要从内存中读数据，首先要指定存储单元的地址。另外，在一台微机中，不只有存储器这一种器件。CPU 在读写数据时还要指明要对哪一个器件进行哪种操作，是从中读出数据，还是向里面写入数据。

所以CPU 要想进行数据的读写，必须和外部器件(标准的说法是芯片)进行3类信息的交互：

1.存储单元的地址(地址信息);

2.器件的选择，读或写的命令(控制信息);

3.读或写的数据(数据信息)。

CPU 和其他芯片的导线，通常称为总线。总线从物理上来讲，就是一根根导线的集合。根据传送信息的不同，总线从逻辑上又分为3类，地址总线、控制总线和数据总线。

3.地址总线

一个CPU有N根地址线，则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N。这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。最多可以寻找2的N次方个内存单元.

4.数据总线

数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。8根数据总线一次可传送一个8位二进制数据(即一个字节)。

5.控制总线

控制总线是个总称，控制总线是一些不同控制线的集合。有多少根控制总线，就意味着CPU 提供了对外部器件的多少种控制。所以，控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。其中有一根称为“读信号输出”的控制线负责由CPU向外传送读信号，CPU向该控制线上输出低电平表示将要读取数据;有一根称为“写信号输出”的控制线则负责传送写信号。

6.内存地址空间

一台PC机中，装有多个存储器芯片，这些存储器芯片从物理连接上看是独立的、不同的器件。从读写属性上看分为两类:随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存储器可读可写，但必须带电存储，关机后存储的内容丢失;只读存储器只能读取不能写入，关机后其中的内容不丢失。

小结

(1)汇编指令是机器指令的助记符,同机器指令一一对应。

(2)每一种 CPU都有自己的汇编指令集。

(3) 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。

(5)存储单元从零开始顺序编号。

(6)一个存储单元可以存储8个 bit,即8位二进制数。

(7) 1Byte=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB.

(8)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。

检测点

（1）log2(8*1024)=13 （2）1024 0 1023 （3）1024*8 1024

（4）1073741824 1048576 1024 （5）64KB 1MB 16MB 4GB

（6）1 1 2 2 4 （7）512 256 （8）二进制

二、寄存器

一个典型的CPU(此处讨论的不是某一具体的 CPU)由运算器、控制器、寄存器(CPU工作原理)等器件构成，这些器件靠内部总线相连。前一章所说的总线，相对于CPU内部来说是外部总线。内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系，外部总线实现CPU和主板上其他器件的联系。简单地说，在CPU 中: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。

CPU 中的主要部件是寄存器。寄存器是CPU 中可以用指令读写的部件。改变各种寄存器中的内容实现对CPU的控制。

1.汇编指令

汇编指令                 控制CPU完成的操作                用高级语言描述
mov ax,18               将18送入寄存器AX                     AX=18
mov ah,78               将78送入寄存器AH                     AH=78
add ax,8                寄存器AX中的数值加8                  AX=AX+8
mov ax,bx               寄存器BX中的数据送入AX                AX=BX
add ax,bx               AX和BX中的数值相加，结果存在AX        AX=AX+BX注：汇编指令和寄存器名称不区分大小写,在进行数据传送或运算时，要注意指令的两个操作对象的位数应当是一致的。

练习

只能使用目前学过的汇编指令，最多使用4条指令，编程计算2的4次方。

mov ax,2
add ax,ax
add ax,ax
add ax,ax

2.8086CPU给出物理地址的方法

8086CPU有20位地址总线，可以传送20位地址，达到1MB寻址能力，8086CPU又是16位结构，在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。从8086CPU 的内部结构来看，如果将地址从内部简单地发出，那么它只能送出16 位的地址，表现出的寻址能力只有64KB。8086CPU 采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。

段地址x16其实就是将段地址左移四位。

3.段的概念

段的划分来自于CPU，8086CPU用“基础地址(段地址x16)+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址，使得我们可以用分段的方式来管理内存。我们可以认为:地址10000H~100FFH 的内存单元组成一个段，该段的起始地址(基础地址)为10000H，段地址为1000H，大小为100H;我们也可以认为地址10000H~1007FH、10080H~100FFH 的内存单元组成两个段，它们的起始地址(基础地址)为:10000H和10080H，段地址为:1000H和1008H，大小都为80H.

编程时可以根据需要，将若干地址连续的内存单元看作一个段，用段地址x16定位段的起始地址(基础地址)，用偏移地址定位段中的内存单元。有两点需要注意:段地址x16必然是16的倍数，所以一个段的起始地址也一定是16的倍数;偏移地址为16位，16位地址的寻址能力为64KB，所以一个段的长度最大为64KB。

“数据在21F60H 内存单元中。”这句话对于8086PC机一般不这样讲,取而代之的是两种类似的说法:①数据存在内存 2000:1F60单元中;②数据存在内存的2000H 段中的1F60H单元中。这两种描述都表示“数据在内存21F60H单元中”。

4.CS和IP

CS 和 IP是8086CPU 中两个最关键的寄存器，它们指示了CPU当前要读取指令的地址。CS为代码段寄存器，IP为指令指针寄存器。

在8086PC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。

8086CPU的工作过程可以简要描述如下,(1)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;(2)IP=IP+所读取指令的长度，从而指向下一条指令;(3)执行指令。转到步骤(1)，重复这个过程。

在8086CPU上电启动或复位后(即CPU刚开始工作时)CS和 IP被设置为CS=FFFFH，IP=0000H，即在8086PC机刚启动时，CPU从内存 FFFFOH单元中读取指令执行，FFFFOH单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令。

修改AX中的值可以用mov指令，8086CPU 大部分寄存器的值，都可以用mov指令来改变，mov指令被称为传送指令。

但mov指令不能用于设置CS、IP的值，因为8086CPU没有提供这样的功能。8086CPU为CS、IP 提供了另外的指令来改变它们的值。能够改变CS、IP的内容的指令被统称为转移指令。

若想同时修改CS、IP的内容，可用形如“jmp段地址:偏移地址”的指令完成，如jmp 2AE3:3，执行后:CS=2AE3H，IP=0003H，CPU将从2AE33H处读取指令。jmp 3:0B16，执行后:CS=0003H，IP=0B16H，CPU将从00B46H 处读取指令。“jmp段地址:偏移地址”指令的功能为:用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。

若想仅修改IP的内容，可用形如“jmp 某一合法寄存器”的指令完成,jmp ax，指令执行前:ax=1000H，CS=2000H，IP=0003H，指令执行后: ax=1000H，CS=2000H，IP=1000H，“jmp 某一合法寄存器”指令的功能为:用寄存器中的值修改IP。jmp ax，在含义上好似: mov IP,ax。