8086版汇编
汇编不是一个语言，而是一群语言（不同架构不一样，相同架构不同版本不一样，相同架构相同版本可能还有不同的格式，如 x86 就有 ATT 和 intel 两种格式）。学汇编前现需要明白自己的学的汇编版本。本篇讲述的是 86/88 16 位的 intel 格式的汇编 ，而 386 及其以后是 32 位乃至更高。
1. 基础知识
1.1 汇编语言的组成
机器码：一串二进制数，由 CPU 执行
汇编指令：由对应机器码的指令，要通过编译器编译为机器码才能够运行
伪指令：对汇编过程进行控制的指令，不能被运行，需要翻译成汇编指令
1.2 指令和数据
在内存或磁盘上，指令和数据没有区别，都是一串二进制数据;
CPU 工作时，将有的信息看作指令，有的看做数据;
8086 内部分为两个部分：总线接口单元 BIU 和 执行单元 EU
BIU：负责与存储器和 I/O 接口传送信息（读写数据）
EU：负责所有指令执行，也负责计算内存地址（执行指令）
EU 和 BIU 能够独立工作，两者并行工作减少 CPU 取指而等待的时间，从而提高 CPU 利用率
8086 的指令队列有 6 个字节
当指令队列出现 2 个空字节 BIU 就自动执行一次取指令周期，将下一条要执行的指令从内存单元读入指令队列
采用先进先出原则，按顺序存放，并按顺序取到 EU 中去执行
从而提高取指与其他操作的并行度
1.3 CPU 对存储器的读写
存储器被划分成多个单元，存储单元从 0 开始编号，即地址
CPU 要想进行数据读写就必须进行 3 类信息交互
存储单元的地址（地址信息）
是读是写，还是其他（控制信息）
读/写的数据（数据信息）
CPU 如何将上诉三类信息传入存储器呢？总线，按照逻辑则分为：地址总线、控制总线、数据总线
即，通过地址总线获取要访问的存储单元地址，控制总线获取是读还是写操作，数据总线则用以存放读/写数据
1.4 总线
地址总线：用以制定存储器单元地址，其宽度（根数）决定寻址能力
数据总线：数据传送通过数据总线，其宽度决定一次传输数据的位数
控制总线：通过控制总线传输控制信息，其宽度决定有多少种控制
地址总线一共 10 根，意味着最大寻址是 2^10 次方，从 0 到 2^10 - 1
数据总线一共 8 根，意味着一次最多传输 8 bit 的数据
控制总线一共 2 根，意味这也就只有 2 种控制
1.5 寄存器基本介绍
寄存器可以理解为 CPU 内部的存储器。对所有的数据操作，都必须读入寄存器才能交由 CPU 操作
8086 所有寄存器都是 16 bit
通用寄存器：常用放一般数据，可拆分为高低 8 位寄存器，如：AX，BX，CX，DX
MOV AX, 1234H ; 写AX，AH=12H，AL=34H
MOV AL, 12H ; 写AL，AX=1212H
MOV BX, AX ; 写BX，BX=1212H
段寄存器：存放段地址信息，如：CS（代码段）、DS（数据段）、SS（堆栈段）、ES（附加段）
指令指针寄存器 IP
变址寄存器：DI（目的变址）、SI（源变址）
指针寄存器：SP（堆栈指针）、BP（基址指针）
标志寄存器 FLAGS
详细看后面
1.6 16 位结构的 CPU
所谓 16 位结构的 CPU，即
运算器最多处理 16 bit 数据
寄存器最大 16 bit
寄存器和运算器的通路为 16 bit
1.7 8086 数据类型
字节：byte，大小 8 bit，可存在 8 位寄存器
字：word，大小 16 bit，有高低两个字节组成，存在 16 位寄存器上
8086 采用小端存储，即字数据的高 8 位存储在高 8 位寄存器，低 8 位存储在低 8 位寄存器（最低有效为在前）
如：0x01234567 在 0x100 位置存储
0x100 0x101 0x102 0x103
67 45 23 01
字数据大小由字长决定，所谓字长即一次能处理的最大位数长度
1.8 物理地址
8086 有 20 位地址总线，但是只有 16 位结构的 CPU。所以需要一种将 16 的地址映射为 20 位地址的方案
CPU 提供 2 个地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址，通过地址加法器，映射为物理地址
物理地址 = 段地址 * 16 + 偏移地址
内存没有分段，段的划分来自 CPU
不同的段地址和偏移地址可以组成相同的物理地址
2 寄存器
2.1 MOV 指令
格式如：指令 目标操作数, 源操作
; MOV 将数据存放到一个寄存器/内存单元中
MOV AX, 8 ; 立即数到寄存器
MOV AX, BX ; 寄存器到寄存器
MOV AX, [0] ; 存储单元到寄存器
MOV [0], AX ; 寄存器到存储单元
MOV DS, AX ; 寄存器到段寄存器
2.2 执行指令地址： CS 和 IP
CPU 如何知道当前 需要执行的指令所在位置？
即通过CS， IP 中存放着当前指令的段地址 和偏移地址。
CS 代码段寄存器，IP 指令指针寄存器。
可以通过-r ip 命令， 修改当前ip的数值；
IP 存放的是在代码段中的偏移的地址,
任意时刻 CS:IP 指向的物理地址的数据，都将解释为当前执行的指令;
读取一条指令后，IP 中的值会自动增加，增加多少取决于该指令占了多少字节;
; 通过修改CS和IP所存储的数据，就可以改变要执行的指令
JMP 1234H:4321H ; CS=1234H，IP=4321H
JMP AX ; 相当于 MOV IP, AX
2.3 内存单元地址： DS 和[];
内存单元地址：
CPU 要读写一个内存单元的时候， 必须先给出一个内存单元的地址，
8086PC 中， 内存地址 由段地址 和偏移地址组成， 指令执行时， 8086PC 自动取
ds中的数据为内存单元的 段地址，
mov 指令中的[]说明操作对象是一个内存单元， [] 中的0 表明这个内存单元的偏移地址是0， 它的段地址默认放在ds中， 指令执行时， 自动取ds中的值 作为段地址；
数据段中的所有二进制位都将解析为普通的数据
物理地址是通过段地址和偏移地址构成，但是你发现使用 MOV 指令只需要指定偏移地址，段地址却没有指定是因为，8086cpu 自动取ds 中的数据作为内存单元的段地址。
存储器寻址默认的段地址为数据段地址，也就是 DS 寄存器所存储的地址
MOV AX, [1234H] ; 默认为DS段
MOV AX, ES[1234H] ; 段重设为ES段
MOV DS, 4321H ; 同样也可修改DS中所存储的地址
mov 指令中的 [] 说明操作对象，是一个内存单元， [] 中的数值， 比如取0 ， 则表明这个内存单元的偏移地址是0， 它的段地址默认放在ds 中， 指令执行时， 8086CPU会自动从ds 中取出；
2.4 栈段 SS：SP
栈：后进先出的数据结构
8086CPU 中，就有相应的寄存器来存放栈顶的地址，
段寄存器SS和 寄存器SP， 栈顶的段地址存放在SS中， 偏移地址存放在SP中；
任意时刻， SS:SP 指向栈顶元素， push 指令 和pop 指令执行时， CPU 从SS和 SP 中得到栈顶的地址。
push 和 Pop 指令执行时， CPU从SS 和SP中得到栈顶的地址。
push 和 pop 的区别：
push: 1. 先更新sp, 令 sp = sp - 2 , 2. 然后将 ax 中的内容输入到 ss:sp 所指的内存单元处。
Pop : 1. 先将ss:sp 指向的内存单元处的数据输入到 axzhong
MOV AX, 1234H
; PUSH和POP操作数，可以是寄存器、内存单元、段寄存器
PUSH AX ; 将AX存放的1234H，压入栈
POP BX ; 将栈顶元素弹出，放入BX
同样的并没有指定段地址，是因为对栈操作的段地址是 SS 堆栈段寄存器所存储的值
为了标识栈顶元素，所以还会有一个 SP 栈顶指针寄存器指向栈顶元素的偏移地址
SS:SP 指向栈顶元素。因为栈的进出方式，所以 PUSH 和 POP 操作本质是在改变 SP 中所存储的偏移地址
栈顶超界问题：因为只有 SS 和 SP 两个寄存器，无法标志栈从哪开始到哪结束，所以一味着 PUSH 和 POP 会出现问题
3 常用汇编指令
3.1 ADD、SUB
; ADD、SUB操作数类型同MOV
MOV AX, 1
ADD AX, 2 ; AX=1+2=3
SUB AX, 1 ; AX=3-1=2
3.2 DIV
MOV AX, 5
DIV AX, 2 ; AH=1，AL=2，AX=00010010B
除数为 8 位，则被除数为 16 位
除数位 16 位，则被除数为 32 位，其中高 16 位在 DX，低 16 在 AX（目标操作数的寄存器）
结果为 8 位，则高 8 位为余数，低 8 位为商
结果为 16 位，则 DX 为余数，AX 为 商
3.3 MUL
MOV AX, 2
MOV DX, 3
MUL DX ;AX=DX*AX=2*3=6
两个数相乘只能是 8 位和 8 位乘或 16 位和 16 位乘
若 8 位乘，则用 AL 和寄存器乘
若 16 位乘，则用 AX 和寄存器乘
结果 8 位默认放在 AX
结果 16 位，则低位在 AX，高位在 DX
3.4 AND 和 OR
; AND按位与，OR按位或
MOV AL, 01100011B
AND AL, 00111011B ; AL=00100011B
OR AL, 01110110B ; AL=00110010B
关于 ASCII 码：汇编中用单引号引住的字符，会将里面的所有字符变为 ASCII 码存储
MOV AX, ‘unIX’ ; AX=756E49H
1
大写 二进制 小写 二进制
A 0100 0001 a 0110 0001
B 0100 0010 b 0110 0010
… … … …
观察上表发现，大写与小写字母的二进制，只是在第 6 位不同
即将第 3 位数为 0 则是大写，1 则是小写
; 大小写转换
MOV AX, 'A'
OR AX, 00100000B ; 转为小写a
AND AX, 00000000B ; 转为大写A
3.5 数组操作
利用基址寻址和变址寻址，达到数组的操作
关于 8086 寻址方式：点击
MOV DS , BX
MOV BX[0], 1 ; 2000H:0 的位置存了1
MOV BX[1], 2 ; 2000H:1 的位置存了2'
MOV BX[2], 3 ; 2000H:2 的位置存了3
3.6 IN 和 OUT
I/O 端口：点击
8086 采用非统一编制，意味着读写端口需要使用特殊的指令
; 只能使用AX或AL存放从端口读入或向端口写入的数据
IN AL, 60H ; 从60H端口读入一个字节到AL寄存器
OUT 60H, AL ; AL寄存器的数据输出到60H端口
4 转移指令
段内转移：只修改 IP。修改范围为 -128 ~ 127 为短转移，修改范围为 -32768-32767 为近转移
段间转移：修改 CS 和 IP
转移指令有无条件转移、条件转移、循环指令、过程、中断
4.1 LOOP
LOOP 循环指令，属于短转移
CPU 执行 LOOP 指令，进行以下两步操作
CX 寄存器中存储的值 - 1
CX 中的值不为零则继续
; 计算2^3
MOV CX, 3
MOV AX, 2
S: ADD AX, AX
LOOP S
标号：S: 标记一条指令，当执行 LOOP S 满足条件时会跳到标记的指令
OFSET 操作符：可以取得标号偏移地址
4.2 JCXZ 和 JMP
JCXZ 条件转移指令，属于短转移。在转移前，会先判断 CX 寄存器是否为 0，只有为 0 时才会转移
JMP 无条件转移指令，直接就跳转
; S 为标号
JCXZ S
JMP S
4.3 RET 和 RETF
RET 指令：弹出栈顶元素给 IP 寄存器
RETF 指令：弹出栈顶元素给 IP 寄存器，再弹出栈顶元素给 CS 寄存器
RET ; POP IP
RETF ; 先POP IP，再POP CS
4.4 CALL
CALL S
; 等价于以下
PUSH IP
JMP S
5 标志寄存器
5.1 标志寄存器介绍
标志寄存器的作用
存储相关指令的结果
CPU 执行指令提供依据
控制 CPU 工作方式
ZF：0 标志位，为 1 时说明结果是 0
PF：奇偶标志位，“1”的个数为偶数，置1，否则置0
SF：符号标志位，为 1 为负数
CF：进位/借位标志位，只有当无符号计算时有效
OF：溢出标志位，只有当有符号计算时有效
AF：辅助进位标志位，BCD 码的进位
DF：方向标志位，决定串操作指令执行时有关指针寄存器调整方向，为 1 时递减
TF：跟踪标志位，为 1 时进入单步跟踪，每执行一条指令就会产生一个中断
IF：中断标志位，为 1 时响应可屏蔽中断
5.2 ADC 和 SBB
ADC 带进位的加法，SBB 带借位的减法
其作用就是可以将超 16 位的数据进行相加减
; 俩32位数据相加，如计算1EF000H+201000H
MOV AX, 001EH ; 高4位
MOV BX, 0F00H ; 低4位
ADD BX, 1000H ; 低4位相加，产生进位信息给CF
ADC AX, 0020H ; 高4位相加，再加进位信息CF
; 俩32位数据相减，如计算3E1000H-202000H
MOV AX, 003EH
MOV BX, 1000H
SUB BX, 2000H
SBB AX, 0020H
5.3 CMP
CMP 比较指令，其原理是使用减法指令，但是不会存储结果，只会影响标志位信息
通过读取标志位信息就可以得到俩操作数大小比较结果
MOV AX, 1
MOV BX, 2
CMP AX, BX ; 1-2，产生借位，则CF=1
CMP BX, AX ; 2-1=1，则CF=0，ZF=0
CMP AX, AX ; 1-1=0，则ZF=1
5.4 检测标志位的条件转移
指令 跳转条件 检测标志位
JE 等于 ZF=1
JNE 不等于 ZF=0
JB 小于 CF=1
JNB 不小于 CF=0
JA 大于 CF=0 且 ZF=1
JNA 不大于 CF=1 或 ZF=1
5.5 PUSHF 和 POPF
PUSHF 将标志寄存器的值压入栈
POPF 将栈中元素弹出到标志寄存器
5.6 SHL 和 SHR
SHL 是逻辑左移指令，SHR 是逻辑右移指令
逻辑左移和逻辑右移动会将缺失补 0，并且会将移出的最后一位写入 FLAGS 中的 CF 标志位
MOV AL, 10011000B
SHL AL, 1 ; 逻辑左移4位，AL=00110000B，CF=1
SHR AL, 1 ; 逻辑右移4位，AL=00011000B，CF=0
还有 SAL、SAR（算术左移、算术右移） 和 ROL、ROR（循环左移、循环右移）
6 中断
6.1 内中断
CPU 内部发生除法错误，单步执行，执行 into 指令和 int 指令时，则会产生内中断。
CPU 用中断类型码标识中断信息的来源。中断类型码 8 bit，可表示 256 种中断源
执行 INT N 意味着触发 N 号中断的中断过程，即通过该指令可以调用任意的中断处理程序
执行 INTO ，检测 OF 位是否位 1（是否溢出），当溢出时发生中断
6.2 外中断
当 CPU 外部需要处理的事情发生时，就会产生外中断。如：外设的数据到达
从 INTR 引脚接入，可屏蔽中断：CPU 可以不响应的外中断。当从标志寄存器的 IF 为 1 时，CPU 才会响应
从 NMI 引脚接入，不可屏蔽中断：CPU 必须响应的外中断。执行完当前指令后，立即响应。中断类型码固定为 2，所以不需要从中断信息中获取中断类型码
外中断的过程和内中断几乎是一样的，只是内中断是 CPU 产生的，而外中断是通过数据总线传入 CPU 的
关于中断、异常的分类
国内教材：把中断分为外部中断和内部中断。一般把外部中断叫做中断。内部中断叫做异常，异常又分为陷阱、故障、终止。
国外教材（csapp）：把异常分为同步异常和异步异常。同步异常包含陷阱、故障、终止。异步异常则为中断。
以上两者的共同点是，异常是同步事件，中断则是异步事件。抓住这点，即使是不同教材，也能区分。
6.2 中断向量表
中断向量：存放中断处理程序的入口地址。通过更改入口地址，就能当发生中断时执行自定义的程序
中断向量表：由中断向量组成，这张表是一个连续的内存空间
用中断类型码，取得中断向量，从而得到中断处理程序的入口地址
对于 8086 来说，中断向量表存放在内存地址 0 处
一共 256 个中断向量，每个中断向量 4 个字节。即中断向量表范围为 0000H～03FFH
6.3 中断过程和恢复现场
中断的过程
从中断信息中获取中断类型码（不可屏蔽中断不需要）
FLAGS 中的数据入栈。中断要改变标志寄存器，所以先存入栈
TF、IF 置 0（可屏蔽中断不需要）
CS、IP 中的数据依次入栈
通过中断类型码获取中断程序入口地址
根据入口地址设置 CS、IP
中断程序处理的最后，执行 IRET 指令恢复现场，程序继续往下执行
因为栈中保留了中断前的数据，只需要从栈中弹出 IP、CS、FLAGS 的数据即可
参考资料
王爽：《汇编语言(第3版)》