《汇编语言第三版(王爽)》 读书笔记

前言

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　　说起自己读汇编，总有人会在问：读汇编有啥意义？读汇编对我的开发工作有帮助吗？...我觉得读汇编是为了让我们更好地有计算机工作原理方面的知识，不仅仅是一味地高屋建瓴。就拿 IDE 和 Linux gcc 来说，我们为什么要试着用 gcc 去编译链接并生成可执行程序，而不是点一下 Run 程序就能跑起来？原因还是在我们想探究程序运行的本质。

　　而汇编就是一门帮助我们更好地理解程序如何“跑起来”的语言，它最接近机器语言这门计算机唯一能识别的语言，深入数据在内存单元的存储，直接对内存单元进行操作，自然就涉及到 CPU 相关的运作等等等计算机核心部件，相信读了它，我们对操作系统能有更深入地认识。

 

CPU与数据

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　　由于最终运行程序的是CPU，所以我们使用汇编语言编程的时候，最好从CPU的角度去考虑问题，这里谈谈存储器、三条总线、内存地址空间的概念。

• 存储器
  • 想让CPU工作，就得给CPU提供指令和数据，而这些东西存在哪呢？存在内存器里，也就是我们常说的内存，这些内存被划分成多个存储单元，顺序编号，以方便CPU从里头拿出、放入数据。
• 三条总线
  • 三条总线的目的是让CPU知道此时是该从哪儿拿出放入数据，而想要完成这一步操作，就得告诉CPU：在哪儿、干什么。
  • 地址总线：将地址传输给CPU，告诉CPU在哪儿操作
  • 控制总线：告诉CPU是读出数据还是写入数据
  • 数据总线：传输数据
• 内存地址空间
  • 什么叫内存地址空间？由于我们的地址总线数量是一定的，那代表了我们可得到的地址数值也是有限的，举个例子：地址总线数量为10,那么从编号为0到1024的内存单元可以被寻址到，而在往后的地址就无可奈何了。这1024个可被寻址的内存单元就构成了内存地址空间。
  • 内存地址空间是一个逻辑存储器，因为它把不同的硬件内存都映射在一个空间里，占有不同的地址段，而在实际上硬件的内存位置是离散的。
  • 我们在对内存地址空间进行操作的同时，实际上就是对相对应的物理存储器进行操作。

 

寄存器

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　　寄存器是我们唯一能用指令读写的部件，它用来暂时存储数据、指令、地址，比内存存储要快、方便。规定它的名字即是它的地址。0806中寄存器有如下几种：

• 数据寄存器，用于存储数据，如AX（累加），BX（基址，可用于间接寻址，如[bx]），CX（技术），DX(暂存数据)
• 段地址寄存器，用于存储段地址，如CS（代码段），DS（数据段），SS（堆栈段）
• 指针寄存器，如IP（告诉CPU当前单元读取的是指令）、SP（当前指向的是栈顶）、BP（当前指向的是栈底）
• 标志寄存器，通过标志确定对应事件是否发生，如CF（中断是否发生）

　　写汇编程序我们需要知道数据存在哪、长度是多少，要对其进行怎样的操作，而这些步骤都要通过寄存器才能实现。

 

物理地址

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　　编号后的内存地址空间中每一个内存单元都有唯一的地址，我们把这个唯一的地址称为物理地址。然而，8086是16位CPU，也就是说内部只能一次性处理、传输的信息是16位的，但是物理地址地址往往比16位数据要大，这该怎么办？

　　操作系统对16的CPU给出了计算物理地址的办法：段地址×16+偏移地址=物理地址

　　这是个很机智的做法，先确定一个起点，然后再以起点开始算它与目的地之间的距离，这么做的好处是只要你定一个规则，比如说：起点×10+偏移距离=目的地，就可以保证起点的位数也是足够小的。由于CPU中地址加法器可以处理进位，所以CPU可以一次性处理起点×10的数据。

 

段与段寄存器

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　　段的概念来自于CPU中计算物理地址的公式：段地址×16+偏移地址=物理地址，实际上内存是一个个连续的内存单元，并不会分段。作为程序员，我们可以根据自身需要将一组内存定义为一个段。

　　两个点需要注意：

　　　　1.由于计算物理地址公式，段的地址肯定是16的倍数

　　　　2.偏移地址是16位，所以一个段的长度最大为 64KB

　　可能在之前的学习中，我们耳熟能详地就是代码段、数据段与栈段了，但是只知道代码段是存对应的代码、数据段是存数据、栈段用于存储程序中的局部变量，但是又想在内存中存储的是机器码，莫非对应每个机器码都要标记它是不是要执行代码、数据不成？

　　对于这个问题，读完汇编后才明白，我们可以将代码数据存放在代码段里，然后通过 CS：IP 指向某内存单元，该内存单元的数据将被当成指令读取并送入指令缓冲器，IP指向下一条指令，最后将缓冲器中的指令执行，如此循环，一个程序就跑起来了。

　　数据也是同理，用“DS：偏移地址 ”表示该单元存储的是数据。从这个角度上看，其实数据与程序本身的存储是没有区别的，判断是否是指令依靠的是IP，IP指向哪哪儿就成了指令。

　　由于我们需要数据的动态分配，所以引入了栈段，在编写程序时，往往数据段存储全局变量，而栈段存储局部变量。我们通过 ss 表示栈段，ss:sp 指向栈顶单元，ss:bp 表示单元。你可能会有疑问，我们可以通过 ss:0000 就知道栈的底部单元的物理地址了，为什么还需要bp?我的理解是利用 bp sp 可以动态模拟当前函数的内存，当函数返回上一层时，bp sp 又再次变化，指向当前函数的内存。

 

　　

　　　

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