汇编语言 基础知识(王爽)

第一章

存储器:CPU想要工作,必须向它提供指令和数据才行,而指令和数据,都放在存储器中。

存储单元:一个存储器可以被划分为若干个存储单元,每个存储单元从0开始编号,这个编号可以看作存储单元的地址,CPU通过这个编号来找到它。每个存储单元可以存储8个二进制即8个bit,也就是一个存储单元可以存储一个字节的数据。

总线:CPU通过导线和外界部件通信相连,统称为总线。总线分为三类:地址总线,数据总线,控制总线。

地址总线:CPU通过地址总线,来对存储单元进行寻址。如果一个CPU有N根地址线,则它的地址总线的宽度为N,可以寻找2的N次方个存储单元(因为每根线可以传输两种状态:高电平或低电平,也就是1或0,这样的话,N根线能表示的最小数是0,最大数是2的N次方-1)

数据总线:CPU和其他器件传输数据的通道。数据总线的宽度决定了CPU和外界的传输速度。8根数据总线一次可以传递8个二进制数据(一个字节),16根可以一次性传输2个字节。

控制总线:控制总线是个统称,由不同的控制线组成。每个控制线代表一种控制,譬如读取,写入等,分别由不同的控制线来控制。

内存地址空间:在计算机中,所有设备的存储器的存储单元,都在一个统一的逻辑存储器中(虽然设备是独立的,但是对于CPU来说,这些存储器它们其实算是一个统一的整体,只不过每个设备,拥有单独的地址区间,向这个地址区间内读写,就相当于对这个设备进行读写),这个逻辑存储器就是内存地址空间,内存地址空间的大小,受到CPU地址总线的限制。假设CPU的地址总线宽度为10,它的寻址范围是0--2的10次方-1,共1024个存储单元(2的10次方),那么这1024个可寻到的空间就是内存地址空间。(1024是地址总线宽度为10时的上限大小,也就是它最多能找到1024个,多了也找不到。譬如32位系统,最多支持4G内存,查了内存条也没用,识别不了)

第二章

寄存器:一个典型的CPU由运算器,寄存器,控制器等组成,这些器件靠CPU内部总线连接,寄存器就是用来进行信息存储的。

通用寄存器:8086CPU的寄存器是16位的,可以存放两个字节。AX,BX,CX,DX这四个寄存器存放一般性的数据,称为通用寄存器。一个16位的寄存器,又可以分成两个8位的寄存器,如AX,其中低8位:0-7位构成了AL寄存器;高8位:8-15 构成了AH寄存器。
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下图中,AX存放了0100111000100000,代表了十进制的20000,AH中存放了20000的高8位,AL存放了它的低8位。如果把AX当成两个8位寄存器来看待,则AH就可以表示一个78的十进制数,AL表示一个32的十进制数。

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物理地址:CPU要访问内存单元,必须知道内存单元的地址,所有的内存单元组成的存储空间是一个一维的线性空间(把所有存储器看成一个逻辑整体),每一个内存单元都有唯一的地址,称为物理地址。CPU访问内存单元前,必须要先形成一个物理地址,才能放到地址总线上发送出去。

16位CPU:运算器一次性最多处理16位数据;寄存器的最大宽度是16位;寄存器和运算器的通路是16位;这样的话,16位CPU一次能够处理,存储,传输的信息的最大长度是16位的。

地址加法器:8086CPU有20根地址总线,可以传输20位地址,寻址能力是220,也就是1M,而CPU又是16位的,一次性可以处理的数据是16位,也就是它的寻址能力是216=64KB,CPU内部采用了两个16位的地址,来合成一个20位的物理地址,达到地址总线宽度为20的寻址能力。这两个16位的地址,一个称为段地址,一个称为偏移地址。加法器采用 段地址*16+偏移地址 = 物理地址 的方法,获取物理地址。(段地址是十六进制的形式,它16,相当于十六进制向左移动1位,也就相当于二进制向左移动4位。比如十进制,你想用两个3位数表示一个4位数:1001,你可以用 10010+1 来表示,一个道理)

CS寄存器:段地址存放在段寄存器中,CS是代码段寄存器(CS:IP指向的内存单元的内容,当作指令执行,而不是当作数据看待)IP是指令指针寄存器。假设CS是M,IP是N,CPU将从 M*16+N 的存储单元开始读取指令并执行。也就是说,在任意时刻,CPU将CS:IP指向的内容,当作指令来执行。工作流程:1.读取指令,将读取的指令存入指令缓冲器;2. IP = IP+读取的指令长度,从而自动指向下一条指令;3. 执行指令,重复1-3。8086CPU开机执行的第一条指令是:CS=FFFFH,IP=0000H;

第三章

字单元:一个存储单元能存放8bit,也就是一个字节。在CPU中,用16位寄存器存储一个字型数据(16位),高8位放在高位字节,低8位放在低位字节。所以一个字单元, 就是两个地址连续的内存单元。譬如十进制20000(4E20H),把高位字节4E放到0号单元中,把低位字节20放到1号单元中,这样,0和1单元,就可以看作一个起始地址是0的字单元。如下图。

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DS寄存器:用来存放数据的段地址(也就是将指向的单元的内容当作数据看待,而不是CS:IP那样,当作指令来看待)

将 10001H 内存单元的数据放到ax中,需要:

  1. mov bx,1000H ; 将数据的段地址先给bx
  2. mov ds,bx ; 使用bx中转,把1000H给ds,因为ds不能直接接受数据
  3. mov ax,[1] ;把 ds:1 指向的内容 给ax

栈空间

SS寄存器:栈的段地址寄存器,任意时刻,SS:SP指向栈顶元素。

栈的方法:出入栈的单位都是 字型数据 即16位数据,用两个单元存放FILO(fist in last out 先入后出原则。)

push/pop可以操作:寄存器 和 内存单元 [...]

push ax :

  1. SP=SP-2,偏移地址自动-2,指向新的栈顶元素(-2是因为占用了两个内存单元),
  2. 将 ax 的内容放入SS:SP指向的栈顶元素

pop bx :

  1. 将栈顶元素出栈,放到bx中,
  2. sp=sp+2

push入栈的过程:栈空间是10000H-1000FH,push时,栈顶是从高地址向低地址增长,如下图

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pop出栈过程:注意,出栈后,其实数据并没有消失,只是不再存在于栈中罢了,下次入栈时,数据会被覆盖掉

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空栈时,SS:SP指向最高地址单元的下一个单元

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栈的大小:受到SP的限制,SP是16位的偏移地址,变化范围是0--FFFFH,也就是64KB大小。

附录:基础命令

mov 命令

# mov 支持的有 寄存器/数据/内存单元
mov bx,2000H ; bx=2000H
mov bx,ax    ; bx = ax
mov ax,[0]   ;ax = DS:0指向的内容

mov bx,1000H 
mov DS,bx    ; ds = bx, 注意:不能直接将数据给DS,必须中转一下

mov ax,[0]   ; ax = ds:0指向的内容

add 命令

add ax,bx    ; ax = ax+bx

sub 命令

sub ax,bx     ; ax = ax-bx

jmp 命令,修改CS和IP内容

jmp 段地址:偏移地址 ; CS=段地址,IP=偏移地址
jmp 合法的寄存器    ;  IP = 寄存器内容

debug 命令

  1. R命令,查看修改寄存器内容
  2. D命令,查看内存中的内容
  3. E命令, 修改内容中的内容
  4. U命令,将内存中的内容解释为汇编指令
  5. T命令,执行当前 CS:IP 指向的内容
  6. A命令,用汇编指令的形式写入内容
-r ; 查看寄存器内容
-r ax ; 修改ax中的内容
-r cs ; 修改cs中的内容


-d 段地址:偏移地址  ; 查看内容

-e 起始地址 数据 数据 ……  ;从其实地址开始,把数据依次放入存储单元中
-e 1000:0 1 2 3 ; 将0放入1000:0中,1 放入 1000:1中 ...

-u 1000:0 ;查看汇编指令

-t  ; 执行当前CS:IP指向的指令

-a 1000:0    ; 以汇编的形式写入指令,而不是机器码

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