汇编语言基础

  基础知识

 汇编语言的组成：

汇编由以下三类指令组成。

1．  汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器玛

2．  伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行。

3．  其他符号：如+、-、*、/等，由编译器识别，没有对应的机器码。

 

汇编语言的核心是边边指令，它决定了汇编语言的特性。

要让一个CPU工作，就必须行他提供指令和数据，指令和数据在存储器中存放，也就是我们平时所说的内存。指令和数据是应用上的概念，在内存或磁盘上，指令和是沪剧没有任何区别，都是二进制信息，CPU在工作时把有的信息看做指令，有的信息看做数据，为同样的信息赋予不同的意义。就象围棋的棋子，在棋盒里是没有任何区别的，在对弈时就有了不同的意义。

 

 

 存储器

 

     存储器被划分为若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号，计算机最小的单位为BIT （比特），也就是一个二进制位，8个比特组成一个字节，微型机存储器的存储单元可以存储一个比特，即8个二进制位，一个存储器有128个存储单元，他可以存储128个字节。

CPU要从内存中读数据，首先要指定存储单元的地址，也就是说他要先确定他要读哪一个存储单元中的数据，另外一个计算机中不只有一种存储器。CPU在读写数据时还要指明，他要对哪一个器件进行操作，进行哪种操作，是从中读还是写。

可见CPU要想进行数据的读写，必须和外部的器件（标准的说法是芯片）进行下面三累信息交互。

一、存储单元的地址（地址信息）

二、器件的选择，读或写的命令（控制信息）

三、读或写的数据（数据信息 ）

 

地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储单元的，可见地址总线上能传诵多少个不同的信息，CPU就可以对多少个存储单元进行寻址。

  通过地址总线的大小来确定他的寻址范围，一CPU有10根地址总线，让我们来看一下他的寻址情况，我们知道计算机中一根导线可以传诵的稳定状态为两种，一种是高电平，一种是低电平，二进制的1或0，10根导线可以传诵10位二进制的数据，而10位二进制可以表示多少个不同的是数据呢？2的10次方个。最小为0。最大为1023。一个CPU有N根地址线，则说这个CPU的地址总线宽度为N，这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。

数据总线

   CPU与内存或其他器件之间的数据传诵是通过数据总线来进行的，数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度，8根数据总线一次可从送一个8位的二进制数据（一个字节）16根数据总线一次可传诵两个字节

8088CPU的数据总线宽度为8。8086CPU的数据总线宽度为16。

控制总线

CPU对外部的器件的控制是通过控制总线来进行的，在这里控制总线是个总称，控制总线是一些不同的控制线的集合，有多少根控制总线，就以为着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。

内存读或写是由几根控制线综合发出的，其中有一根称为读信号输出的控制线负责CPU向外传诵信号，CPU向该控制线上的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诵写信号

每一个CPU芯片都有许多的管脚。就可以说这些管脚是引出总线。一个CPU可以引出3种总线的宽度称标志这个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与其他器件的进行数据传诵时的一次数据传送量

  控制总线的宽度决定了CPU对系统中的其他器件的控制能力

内存空间地址

什么是内存地址空间？一个CPU的地址总线为10。那么可以寻址1024个内存单元，这1024个可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。

 

最终运行程序的时候是CPU，我们用汇编语言变成的时候，必须要从CPU的角度考虑问题，对CPU来讲。系统中的所有存储器件的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中，他的容量受CPU寻址能力的限制。这个逻辑存储器即我们所说的内存空间。

一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器、等器件构成。这些器件靠内部总线相连。相对来讲控制总线、数据总线、地址总线为外部总线。而这些总线为内部总线。

简单的说。在CPU中

运算器进行信息处理

寄存器进行信息储存

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诵

 

寄存器

对于一个汇编程序员来讲。CPU中的主要部件是寄存器，寄存器是CPU中程序员可用指令读写的部件，程序员通过改变各种寄存器中的内容来实现对CPU的控制。

     不同的CPU，寄存器的个数、结构是不相同的。8086CPU有14个寄存器。每个寄存器都有一个名称。这些寄存器为：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。

 

       通用寄存器

                    8086的所有寄存器都是16位的，可以存放两个字节。AX、BX、CX、DX这四个寄存器通常用来存放一般性的数据。被称为通用寄存器。

    

 AX 、BX、CX、DX是16位寄存器，又可以分为独立的两个8位寄存器 AH 、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL

 高八位为H 低八位为L

在进行传送或者运算时，对应的寄存器的位数也应该一样，如MOV AL，BX是错误的，BX是16位寄存器，AL为8位。位数不等。、

   

 

 

      物理地址

CPU访问内存单元时，要给出内存单元的地址，所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间，每一个内存单元在这个空间中都有一个唯一的地址，我们将这个唯一的地址称为物理地址。

  CPU通过地址总县送入存储器的，必须是一个内存单元的物理地址，在CPU向地址总线发出物理地址之前，必须要在内部先形成这个物理地址，不同的CPU可以有不同的形成物理地址的方式。

   16位CPU

 概括的讲，16位结构（16位机、字长16位），描述了一个CPU具有下面几方面的结构特性

       运算器一次最多可以处理16位数据

       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

8086CPU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。

     当8086CPU要读写内存时：

                     CPU中的相关部件提供两个16位地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址

                     段地址和偏移地址通过内存总线送入一个称为地址加法器的部件

                     地址加法器将两个16位地址合成一个20位物理地址

                     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

                     输入输出控制电路将20位物理地址送上地址总线

                     20位物理地址被地址总线传送到寄存器

地址加法器采用物理地址=段地址*16+偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址。段地址*16 有一个更为常用的说法是左移4位，计算机中的所有信息都是以二禁止的形式存储的 。段地址也不例外，机器只能处理二禁止信息。左移4位中的位是2进制位。

     一个数的二进制形式左移一位，相当与该数据乘以2

        一个数的二进制形式左移N位，相当于该数据乘以2的N次方

一个数据的十六禁止左移一位，相当于乘以16。一个十进制的形式左移一位。相当于乘10，一个X进制的数据左移一位，相当于乘以X

     段地址*16+偏移地址=物理地址的本质含义：CPU在访问内存时，用一个基础地址（段地址*16）和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出内存单元的物理地址。更简单的说，8086CPU的这种寻址功能是“基础地址+偏移地址=物理地址”寻址模式的一种具体实现方案，8086CPU中，段地址*16可看作基础地址

     可能还是不理解偏移地址这个概念，这个概念确实比较抽象。

                           物理地址                                                                       

         D                                            E

                                                                                                        

        a                              b              c

ab=基础地址                         bc=偏移地址

比如DE=1000  ab=800  bc=200  ，可以把ab当作相对于起点的基础地址（已a点为起点）800，bc相当于基础地址的偏移地址200（已基础地址ab为起点）

 

段的概念

 段地址包含段的概念，但是内存并没有被分段，段的划分来自CPU，由于8086CPU用“段地址*16+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址。使我们可以用分段的方式来管理内存。地址：10000H-100FFH 的内存单元组成一个段，这段的起始地址（基础地址）为10000H，段地址为1000H，段大小为100H，以后，在变成时可以根据需要，将若干地址连续的内存单元看作一个段，用段的地址*16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*16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

段寄存器：

   CS和IP是8086CPU中两个最关键的寄存器，他们指示了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，从名称上我们可以看出他们和指令的关系，8086CPU，任意时刻。都是从内存CS*16+IP单元开始，读取一条指令并执行。也可以这样理解，8086机中，任意时刻，CPU将CS：IP指向的内容当作指令执行。

 

  从CS：IP指向的的内存单元读取指令，读取的指令进入指令缓冲器，并执行，IP的值发生改变，IP=IP+所读取的指令的长度，从而指向下一条指令，执行指令。重复这个过程。

   我们以前学过在内存中，指令和数据都是以二进制存放的，什么时候CPU把二进制信息看成指令？什么时间把二进制信息看成数据？现在我们知道CS：IP指向的内存单元中的数据看成指令，因为在任意时候CPU将CS、IP中的内容当作指令的段地址和偏移地址，用他们合成指令的物理地址，到内存中读取指令码，如果说，内存中的一段信息曾被CPU执行过的话，那么，他所在的内存单元必然被CS：IP指向过。

修改CS、IP

在CPU中，程序员能够用指令读写的部件只有寄存器，程序员可以通过改变寄存器的中的内容实现对CPU的控制，CPU中何处执行指令由CS、IP中的内容决定，程序员可通过改变CS、IP中的内容来控制CPU执行的目标指令。MOV指令不可以直接修改CS寄存器的值，为什么呢，原因很简单，8086CPU没有提供这样的功能。那怎样来修改CS：IP的值呢，用JMP指令。

 用法：JMP 段地址：偏移地址  功能为：用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。

如果只想修改IP的值，可以用：JMP 某一合法的寄存器      功能为：用寄存器的值修改IP

前面讲过，在编程时，可以根据需要，将一组内存单元定义为一个段，我们可以把长度为N（N<=64KB）的一组代码，存在一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元中，我们可以认为，这段内存是用来存放代码的，从而定义了一个代码段。

 

查看CPU和内存，debug的使用（这部分大家一定要亲手去实践、操作，不然是很难明白的

用DEBUG的R命令查看、改变CPU寄存器的内容。

用DEBUG的D命令来查看内存中的内容。

用DEBUG的E命令来改写内存中的内容（16进制）

用DEBUG的U命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令

用DEBUG的T命令执行一条汇编指令

用DEBUG的A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令

寄存器（内存访问）

 

内存中字的存储

DS和[address]

字的传递

Mov、add、sub

数据段

栈和CPU提供的栈机制

栈顶超界问题

Push、pop指令

栈段

[BX]和LOOP指令

 

[bx]

Loop指令

Debug和masm对指令的不同处理

Loop和[bx]的联合应用

段前缀

一段安全空间

段前缀的使用