汇编语言（第3版）

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2024-10-01 约 2464 字预计阅读 5 分钟

第 1~3 章基础知识

机器语言

由 机器指令（一系列二进制数字）构成。
直接被 CPU 解读执行，是计算机唯一能够理解的语言。

汇编语言

概念：
- 对应机器语言的 低级语言，是机器指令的 助记符形式，便于人类理解。
组成：
1. 汇编指令（主体）：
  - 是机器指令的可读表达形式。
  - 常用格式：操作码 + 操作数（如 MOV AX, 10）。
2. 伪指令：
  - 辅助程序设计的非机器指令，如数据定义、流程控制等。
  - 示例：DB（定义字节数据）。
3. 符号：
  - 标签、变量名等，提升代码可读性。

存储器

功能：存储 指令和数据（形式上无区别，均为二进制数）。
特点：
- 内存：位于 CPU 外部，通过总线与 CPU 通信。
- 存储单元：每个存储单元存储 1 个字节。
分类：
1. ROM（Read-Only Memory）：
  - 只读存储器，断电后数据不丢失。
  - 常用于存储固件。
2. RAM（Random Access Memory）：
  - 随机存储器，断电后数据丢失。
  - 主要用作运行程序的临时存储空间。
  - 常见种类：
    - 主板上的内存条。
    - 接口卡上的 RAM：如显卡、网卡上的专用存储器。

CPU 对数据和指令的读写

(1) CPU 对数据的读写

三大总线：

地址总线：定位内存地址。
- N 根地址总线（宽度为 N），可寻址 $2^N$ 个内存单元。
控制总线：控制操作类型，如读或写。
数据总线：负责数据的传输。
- 每 8 根数据总线可传输 1 个字节。

(2) 8086 CPU 读取与执行指令的过程

1. 地址计算：

CS:IP：
- CS：段地址（指向当前代码段的基地址）。
- IP：偏移地址（指向段内的具体指令位置）。
将 段地址和偏移地址 传递给 地址加法器。
地址加法器计算物理地址： $$ \text{物理地址} = \text{段地址} \times 16 + \text{偏移地址} $$

2. 内存访问

地址总线：将计算出的物理地址通过地址总线发送给内存。
控制总线：发出“读”信号，指示内存读取操作。
数据总线：将内存中物理地址对应的指令数据传送到 CPU。

3. 指令缓存

输入输出电路：接收从内存读取的指令数据，并传递到 指令缓冲器。
指令缓冲器：暂时存储读取到的指令，为执行阶段做好准备。

4. 指令执行

执行控制器：从指令缓冲器中获取指令，解码并执行。

$$ \text{先读取} \xrightarrow{} \text{再修改 IP } \xrightarrow{} \text{最后执行指令} $$

执行指令时，IP 已经指向下一条指令。

寄存器

(1) 通用寄存器

AX：累加器，常用于算术运算和数据传输，某些指令默认操作对象。
BX：基址寄存器，可存放偏移地址，支持间接寻址（DS:[BX]）。
CX：计数寄存器，主要用于循环和字符串操作中的计数。
DX：数据寄存器，用于扩展乘法和除法操作。

(2) 段寄存器

CS（代码段寄存器）：配合 IP，指向当前代码段的基地址。
DS（数据段寄存器）：指向数据段的基地址，配合偏移地址访问数据。
SS（栈段寄存器）：配合 SP，指向当前栈顶位置。
ES（附加段寄存器）：常用于字符串操作中的附加段，支持段间数据传输。

(3) 指针和索引寄存器

SI：通常用于 BX 的额外寄存。
DI：通常用于 BX 的额外寄存。
BP（基指针寄存器）：与 BX 类似，但默认指向栈段（SS:[BP]）。

汇编指令总结

mov：赋值操作
- 功能：将数据从一个位置传输到另一个位置。
- 格式：mov 目标, 源。
  - 目标可以是寄存器或内存地址。
  - 源可以是寄存器、内存地址或立即数。
- 示例：mov AX, 10（将立即数 10 赋值到 AX 寄存器）。
add：加法操作
- 功能：对两个操作数相加，将结果存入目标操作数。
- 格式：add 目标, 源。
- 示例：add AX, 5（将 AX 寄存器的值加 5，结果存入 AX）。
sub：减法操作
- 功能：对目标操作数减去源操作数，将结果存入目标操作数。
- 格式：sub 目标, 源。
- 示例：sub CX, 1（将 CX 的值减 1，结果存入 CX）。
jmp：跳转操作
- 功能：将程序流程跳转到指定的标号（标签）位置，改变 CS:IP 指针的值。
- 示例：jmp label（跳转到标号 label 的位置继续执行）。
push：入栈操作
- 功能：
  - (SP)=(SP)-2
  - 向 SS:SP 指向的字单元送入数据
- 格式：push 寄存器/内存/立即数。
- 示例：push CX（将 CX 寄存器的值压入栈中）。
pop：出栈操作
- 功能：
  - 从 SS:SP 指向的字单元读取数据
  - (SP)=(SP)+2
- 格式：pop 寄存器。
- 示例：pop CX（将栈顶的值弹出，并存入 CX 寄存器）。
loop：循环
- 功能：
  - (CX)=(CX)-1
  - 判断 CX 中的值，不为 0 跳转，为 0 向下执行
- 格式：loop 标号。
- 示例：loop s（跳转到标号）。
and：逻辑与指令，按位进行与运算
- 功能：置 0
- 格式：and xxxxxxxxb。
- 示例：and 11011111b（将第 5 位置 0，小写变大写）。
or：逻辑或指令，按位进行或运算
- 功能：置 1
- 格式：or xxxxxxxxb。
- 示例：or 00100000b（将第 5 位置 1，大写变小写）。
div：除法指令
- 注意：
  - 除数：8 位/16 位，存在一个 reg 或内存单元中
  - 被除数
    - 除数为 8 位：被除数为 16 位
    - 除数为 16 位：
  - 商、余数
- 格式：or xxxxxxxxb。
- 示例：or 00100000b（将第 5 位置 1，大写变小写）。
dup：重复数据
- 功能：定义多个数据
- 格式：db 3 dup (0)。
- 示例：db 3 dup (0)（定义 3 个字节，每个字节的值为 0）。
db：定义字节（define byte）
- 功能：用于定义 1 个字节，可以定义多个字节。
- 格式：db <value> 或者 db <count> dup(<value>)。
- 示例：db 3 dup (0)（定义 3 个字节，每个字节的值为 0）。
dw：定义字（define word）
- 功能：用于定义 1 个字（2 字节），可以定义多个字。
- 格式：dw <value> 或者 dw <count> dup(<value>)。
- 示例：dw 3 dup (0)（定义 3 个字，每个字的值为 0）。
dd：定义双字（define double word）
- 功能：用于定义 1 个双字（4 字节），可以定义多个双字。
- 格式：dd <value> 或者 dd <count> dup(<value>)。
- 示例：dd 3 dup (0)（定义 3 个双字，每个双字的值为 0）。

第 4~6 章

汇编程序从写出到执行的过程：

1
编程（Edit）-> 源程序（xxx.asm）-> 编译（masm） -> 目标文件（xxx.obj）-> 连接（link）-> 可执行文件（程序、相关描述信息）（xxx.exe）-> 加载（command）-> 内存中的程序-> 运行（CPU）

第 7~8 章

寻址方式综合应用：[bx].10h[si]

在没有寄存器参与的内存访问指令中，使用操作符 X ptr 指明内存单元长度：

1
2
3
word ptr

byte ptr

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