汇编学习 第二章

这是学习汇编语言的第二章的总结。

书上的内容（页数）虽然比第一章多，但是如果第一章理解完全后，第二章其实就是对第一章部分内容的深入操作。这一篇主要就把一些操作总结一下。

我们已经理解了存储器的物理地址：把所有硬件的存储单元，按照一定规定，线性排列，组成一个大的逻辑存储器，然后给每一个存储空间分配一个唯一的物理地址。

第二章主要就是从8086CPU的角度，去看一下，CPU如何玩弄内存

• CPU主要配件
  • 运算器
  • 控制器
  • 内部总线
  • 寄存器

寄存器就是这一章的主角，CPU和内存交互时，需要临时保存各种数据或者指令（都是1和0），这些数据都是存在寄存器里的。8086是一个16位的CPU，他的寄存器都是16位的，也就是说能存16位二进制数据，4位十六进制。

            这里都是使用8086CPU来作为例子

寄存器分为几种，我们一个个来看

• 通用寄存器
  AX，BX，CX，DX 这四个是通用寄存器，用来存放一般性数据，8086CPU是十六位的，上一代CPU是八位的，为了良好的兼容性，我们可以用AH去表示AX的高8位（High），AL去表示AX的低8位（Low）

   这里要注意一下：假设AX = 1100 0011 0101 1010 
   其中1100 0011 是AH  而  0101 1010 是AL
  

  这里嵌入一些我学习高级语言后的一些看法，错了请大佬拍砖。CPU如何操作，或者读取数据（二进制）其实都是我们告诉他的，对于底层一些已经写入CPU内部的规则，或者是应用层我们写的代码都是这样的。应用层数据会有int ，double，long 等等，其实就和AX和AH一样，我告诉你怎么处理这个数据，CPU就要按照我的规定去做。比如 char类型规定了是1个字节，然后我把这1个字节数据存进内存里，他就会在内存里占用8位二进制的大小，计算机看这8位数据，都是1和0，他就必须按照我的要求，完整的提取8位数据，而不是前4位+后2位，或者多读几位，都是不可以的。多了不行，少了也不行。这都影响提取数据后，换算的正确性。

  当我们写入寄存器时，也必须严格按照字节位
  1、AX = 0xFFFF AX+0x0001 = 0x0000
  2、AX = 0x1234 AH = 0x12 AL=0x34
  3、AX = 0xFFFF AH + 0x0001 => AX = 0xFF00 （溢出的会被截掉,AX，AH同理）
  4、截掉的数据并不是丢弃了，这里暂时不讨论这个。

• 字（word）
  字是一个新的单位，1个字等于2个字节，正好是一个8086CPU，通用寄存器的大小

• 汇编指令

  • add
    add ax,1 => ax = ax + 0x1
    add ax,bx => ax = ax + bx
  • mov
    mov ax,1 => ax = 0x1
    mov bx,ax => bx = ax

• 8086CPU是16位CPU，但是他的地址总线是20位的，那就代表他的寻址空间更大了，提高了逻辑存储器的上限。
  我们来理一下关系：CPU内部指定寄存器会存着一个物理地址，然后通过地址总线定位到逻辑存储器的一个存储单元，然后控制总线给指定的硬件发送指令，最后数据总线进行数据传输。

    问题来了：16位的寄存器，怎么发出一个20位的物理地址
  

  这里 8086CPU就出现了分段的概念
  物理地址=段地址 左移4位 + 偏移地址

  1、段地址是什么？
  段地址是一个4位十六进制的数据，假设为0x1234，按照上面说的左移4位（二进制位）就会变成0x12340多了一位哦。
  2、偏移地址是什么？
  偏移地址也是4位十六进制数的数据，假设为0x1234，那他就是0x1234
  3、组合
  0x12340+0x1234=0x13574
  一共只能有5位十六进制，因为地址总线是20位二进制也就是5位十六进制。

    那谁来确定段该怎么分？
  

  这个是靠CPU来决定的，这只是CPU来表示20位十六进制物理地址的方式，并不是真的把内存分段。所以一个物理地质，可以通过多种多样的分段方法来体现。

• 段寄存器 CS
  CS也是CPU的寄存器，CS是用来存储段地址的，也是16位的

• 指令指针寄存器 IP
  IP也是CPU的寄存器，是用来存偏移地址的。

  8086CPU，会从CS：IP处开始执行一条指令，CS和IP有点大方向和微调的感觉。IP只有16位，如果CS不变，IP变化，最多也只能搜索到65536个内存单元。

    CPU会认为CS：IP指向内存单元都是指令而不是数据，
    如果已经看过书了，会发现读取一次CS：IP处的指令后，
    IP的值会自动增加，至于如何改变，应该是根据读取的是什么指令。
  

  具体的合并处理过程，记得看书哈，我这里简单走个图

  CS：IP=》地址加法器（组成5位十六进制）=》地址总线=》内存
  返回数据之后，IP的值会自己根据接收的数据指令，自动修改自己的值。

• 汇编指令

  • jmp
    jmp可以用来修改CS和IP的值
  • jmp 100:99 => CS = 0x100 , IP = 0x99
  • jmp还可以单独修改IP的值
    jmp+合法寄存器：jmp AX => mov IP,AX
    注意，mov命令是不能修改IP和CS的，因为8086CPU不允许。

CPU唯一遵循的就是执行CS：IP所指向地址。

第二章剩下部分都是，实际操作问题，这里我大概说下我遇到的几个问题。

书上一些使用Debug去熟悉一些命令，第一，值都未必和你书上看到的一样（除了计算答案），
第二，书上实验会有一部分是让你往显存里直接修改内容，可能因为我是用模拟器的关系，所以显示不出来。

上面说的 add mov jmp 都是汇编指令，需要汇编编译器翻译成机器码，CPU才能看懂，我们还能通过Debug软件来直接测试学习8086CPU工作原理。

• Debug命令（这里就列一下，具体看书，书上有图）
  • r 查看寄存器的值
  • r 寄存器 可以修改寄存器的值 “r ax” = 修改寄存器ax的值
  • d [xxxx:xxxx] [多少个] 用来查看逻辑存储器 “d 1000:100 1f” = 查看0x10100 处开始32个内存单元的值 （我用的bochs+freeDos模拟，这个命令后面不能加多少个。。。）
  • e 修改内存的值
  • u 查看指定内存内机器码对应的汇编指令
  • a 给内存直接写入汇编指令，add mov jmp这种
  • t 执行CS:IP 指向的存储单元

好了就这点，实验其实就是多试试，没啥别的