《汇编语言(第3版) 》王爽著__读书摘要

汇编研究

本文目的，总结汇编的使用方法，达到能无障碍阅读linux ，boot文件夹下的汇编代码，以及一些常用的C语言内联汇编。

使用书籍《汇编语言(第3版) 》王爽著

第一章 基础知识

1.1 机器语言

机器只认识电平脉冲，高低电平，也就是只有0->1 , 1 -> 0 , 0 , 1

很难查错，机器语言

1.2 汇编语言的产生

汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。

1.3 汇编语言的组成

3类指令：

• 汇编指令: 机器码的助记符，有对应的机器码

• 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机不执行。

• 其他符合：比如，加减乘除，由编译器识别，没有对应的机器码

1.4 存储器

指令和数据在存储器中存放。

聪明的大脑没有记忆无法进行思考。

CPU是如何从内存中读取信息，以及向内存中写入信息的。

1.5 指令和数据

这i一个应用上的概念，在存储器上没有区别，都是1和0。

CPU工作的时候会把有的信息看作指令，有的信息看作数据。

就像棋子，在盒子里都一样，在对弈时，就有不同的意义了。

1.6 存储单元

一个存储单元 = 8bit = 1Byte

1KB = 1024Byte , MB,GB,TB

1.7 CPU对存储器的读写

一个存储器被划分为多个存储单元，从0开始编号，这些编号就是存储单元在存储器中的地址。就像一条街，每个房子都有自己的门牌号。

CPU要进行数据的读写，需要有3类的信息交互：

• 地址信息，存储单元的地址

• 控制信息，器件的选择，读或写的命令。

• 数据信息，读写的数据。

总线：连接CPU和其他芯片的导线。

• 地址总线

• 控制总线

• 数据总线

CPU读写内存过程：

• 通过地址总线将要操作的地址告诉内存。

• 通过控制总线选中内存，告诉内存，CPU是要读还是写。

• 通过数据总线，把数据发过去，或者把数据读出来。

1.8 地址总线

一个CPU有N根地址线，则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N，这样的CPU最多可以寻址2的N次方个内存单元。

1.9 数据总线

数据总线的宽度决定了CPU与外界的数据传送的速度

8根线，一次可以传1Byte。

16根线，一次可以传2Byte

1.10 控制总线

CPU对外部的控制，都是通过控制总线完成的。这是一个总称。

是不同控制线的集合。

控制总线的宽度，决定CPU对外部器件的控制能力。

1.11 内存地址空间

CPU的地址总线宽度==10 ，可以寻址的空间是1024个存储单元，1024个可寻到的内存单元就构成了这个CPU的内存地址空间。

1.12 主板

每一台PC机中，都有一个主板，主板上有核心器件和一些主要器件，这些器件通过总线相连。

这些器件有：CPU，存储器，外围芯片组，拓展插槽（GPU，RAM等接口卡。）

1.13 接口卡

计算机系统中，所有可用程序控制其工作的设备，必须受到CPU的控制。

CPU不直接控制外设，而是通过总线，接上外设的接口卡，通过控制接口卡，来控制外设。

1.14 各类存储器芯片

随机存储器 RAM

只读存储器 ROM

接口卡也有BIOS，也有RAM

1.5 内存地址空间

各类存储器，物理上独立，但有以下相同点：

• 都和CPU通过总线相连

• CPU对这些设备进行读写时，都通过控制线发出内存读写命令。

对于CPU来说，这一切设备都被抽象为内存，我们称之为逻辑存储器。也就是我们说的内存地址空间。

内存地址空间，完成了对这些设备的抽象。

地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。

第二章 寄存器

CPU 由 运算器，控制器，寄存器 等器件构成。

在CPU中：

• 运算器进行信息处理

• 寄存器进行信息存储

• 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传送。

8086 CPU的14个寄存器：

AX, BX, CX ,DX , SI , DI , SP , BP ,IP , CS, SS, DS , ES ,PSW

2.1 通用寄存器

AX = AH, AL

BX = BH, BL

CX = CH, CL

DX = DH, DL

2.2 字在寄存器中的存储

• 字节 ， byte

• 字，word ， 16bit，2Byte，高8位，低8位

2.3 几条汇编指令

cpu在执行8位寄存器运算时，不会往高位进位。

也就是说。操作al，进位不会写到ah中。

2.4 物理地址

内存单元构成的存储空间是一个一维线性空间。

在CPU向地址总线发出物理地址前，必须先在内部形成这个物理地址。

2.5 16位结构的CPU

什么是16位结构的CPU

• 运算器一次最多处理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。

在8086内部，一次性能够处理，传输，暂时存储的信息的最大长度是16位。

2.6 8086CPU给出物理地址的方法

8086有20根地址线，可以传输20位地址。

但是他是16位的CPU，这里就涉及一个关键知识点：

段地址，偏移地址， CS:IP

CPU内部用两个16位地址合成一个20位的地址。

• 段地址，偏移地址， CS:IP

• 段地址偏移地址通过内部总线送入 地址加法器 ；

• 地址加法器 合成一个20位物理地址。

• 地址加法器 将这个电路

• 输入输出控制电路发送这个20位的物理地址给内存。

物理地址 = 段地址 << 4 + 偏移地址

2.7 物理地址 = 段地址 << 4 + 偏移地址 的本质意义

条件受限，无法一次表达20位地址，所以分两次。

2.8 段的概念

段是从CPU视角看到的概念。

2.9 段寄存器

CS , DS , SS , ES

2.10 CS和IP

CS ：代码段寄存器

IP ： 指令指针寄存器

任意时刻都是执行内存 CS<<4+IP 的内容。

CPU怎么知道一次要读多少呢？指令是变长的，CPU怎么知道呢？

2.11 修改CS，IP的指令

mov -> 传送指令。

mov 不能用于设置CS，IP值。

一般用 jmp 指令。

形如：jmp 2AE3:3 , CS = 2AE3 H , IP = 0003 H, CPU 读取 2AE33H处 的指令。

如果只想修改IP，可以使用：

jmp ax == mov IP , ax

用汇编解释汇编，是一个好的方法。

就像用英文解释英文。

有了jmp就可以执行循环。

2.12 代码段

CPU并不认代码段，CPU只会忠实的去执行CS：IP 所指向的内存地址存放的指令。

实验1 查看CPU和内存，用机器指令和汇编指令编程

环境搭建：

VS code配置汇编运行环境_不爱敲代码的入门程序猿的博客-CSDN博客_vscode配置汇编环境

MASM/TASM - Visual Studio Marketplace

VSCode下DOS汇编插件: VSCode DOS汇编的支持在DOSBox等模拟器中运行汇编相关的组件

DEBUG:

R , 查看，改变CPU寄存器的内容

D , 查看内存中的内容

E , 改写内存中的内容

U , 将内存中的机器指令翻译成汇编指令

T , 执行一条机器指令

A , 以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。

任务：

1.. 使用A命令：

A 1000:0

编写汇编指令

再用A命令，把当前CS:IP的地方用A命令写入： jmp 1000:0

用T命令开始执行。

2.. 操作同上

3..

使用D命令，D FFF0:0 FF

打印内存值

使用E命令改写： E FFF0:0 1 2 3 4 5

再用D命令查看，发现并没有修改。

我们可以看到，这是因为，这个段，是不给改的。

地址 C0000~FFFFF 的24KB空间是 各类ROM的地址空间。

4..

修改这个内存，会影响显示。

因为 A0000 ~ BFFFF 是显示部分的内存。

第三章 寄存器（内存访问）

3.1 内存中字的存储

小端，低位在小，高位在大。

3.2 DS 和 [address]

DS寄存器，用于存放段地址。

mov al , [0]

[...] 表示内存单元，但是只有偏移地址是不能定位一个内存单元的，必须要有段地址。

当不指明段地址时，我们就用DS中的值作为段地址。

DS不支持数据直接传入段寄存器，所以需要先

寄存器到内存单元：

mov bx,1000H

mov ds,bx

mov [0] , al

3.3 字的传送

16根数据线，一次可以传一个字

mov bx,1000H

mov ds,bx

mov ax,[0]

mov [0],cx

3.4 mov、add、sub 指令

mov 寄存器,数据

mov 寄存器,寄存器

mov 寄存器,内存单元

mov 内存单元,寄存器

mov 段寄存器,寄存器

mov 寄存器,段寄存器

mov 内存单元,段寄存器

mov 段寄存器,内存单元

段寄存器不能执行加法。

3.5 数据段

通过DS存放数据段的段地址，再根据需要，进行偏移。

3.6 栈

后进先出。

3.7 CPU提供的栈机制

push ，pop 指令

关键问题：

• CPU如何知道哪段内存是栈呢？

• CPU怎么知道栈顶的单元？

新的寄存器：段寄存器SS , 寄存器SP

栈顶的段地址存放在SS，偏移地址存放在SP

任意时刻，SS:SP 指向栈顶元素。

栈是从高地址向低地址演进。每次执行push ， SP = SP-2

每次执行pop, SP = SP+2

栈的大小由SP决定。

3.8 栈顶超界的问题

CPU并不会去管理越界的问题，需要我们自己小心。

3.9 push pop 指令

push pop 也可以用于段寄存器和内存单元

push，pop就是一种内存传送指令。访问的内存地址由SS:SP给出。

mov是一步操作，push，pop是两步操作。

push: 改变SP，向SS:SP传送值。

pop: 先读取SS:SP的值，后改变SP

3.10 栈段

栈的最大范围是0~FFFFH

2的16次方，相当于64位。

内存里面是什么是由CPU决定的，更详细的说，是由CPU中几个特殊寄存器决定的。

CS , IP

SS , SP

DS

实验2 用机器指令和汇编指令编程

DS可以用来作为段地址，再debug模式下可以使用。

T命令执行修改栈段寄存器SS的指令会多执行一步。（这里涉及到中断机制。）

为什么2000:0~2000:f 会被奇怪的值占据？

第四章 第一个程序

4.1 一个源程序从写出到执行的过程

编写源程序->对源程序进行编译链接

可执行文件：

• 程序和数据

• 相关的描述信息

4.2 源程序

assume cs:codesg

​

codesg segment

​

    mov ax,0123H

    mov bx,0456H

    add ax,bx

    add ax,ax

​

    mov ax,4C00H

    int 21H

​

codesg ends

​

end

伪指令

源程序中有两种指令：

• 汇编指令，有机器码，最终被CPU执行。

• 伪指令，没有机器码，最终不被CPU执行，伪指令是由编译器来执行的。

segment , ends 是一对伪指令。

这对指令定义一个段，被编译器识别。

上诉例子的段名是 codesg

一个汇编程序是由多个段组成，这些段被用来存放代码、数据或当作栈空间来使用。

一个源程序中，所有将被计算机所处理的信息：指令、数据、栈、被划分到不同的段中。

一个有意义的汇编程序，至少要有一个段，这个段，用来存放代码。

end：

是一个汇编程序的结束标记。编译器看到end就结束对源程序进行编译。写完要用这个做好结束标记，否则编译器不知道什么时候结束。

assume：

这个伪指令的含义是“假设" 。

它假设某一 段寄存器 与 程序中用 segment...ends 定义的段相关联。

assume cs:codesg

编译程序可以将段寄存器跟程序段相关联。

上面语句是 将codesg 这个段跟段寄存器cs联系起来。

源程序中的"程序"

源程序文件中的所有内容称为源程序（包括伪指令，程序）

程序：源程序中最终由计算机执行，处理的指令或数据，称为程序。

程序最先以汇编指令的形式存在源程序中，经编译，链接后转变为机器码，存储在可执行文件中。

标号

codesg就是一个标号。

标号指代一个地址，比如codesg 在segment的前面，作为一个段的名称，这个段的名称最终将被编译，连接程序处理为一个段的段地址。

程序的结构

其实是通过伪指令来组织的。

程序返回

一个程序运行结束后，将CPU的控制权交还给使他能正常运行的程序，这个过程称之为：程序返回。

    mv ax,4C00H

    int 21H

这两句就是实现程序返回的语句。

4.3 编辑源程序

直接用vscode

4.4 编译

源程序文件 -> 目标程序文件 -> LST文件，这个是编译器将源程序编译为目标文件时产生的中间结果 -> CRF文件，交叉引用的文件名。

目前只关心目标文件

4.5 连接

连接的作用：

• 源程序很大，分多个文件来编译。

• 调用库文件中的子程序。

• 目标文件中，有些内容还不能直接用来生成可执行文件，连接程序要最终处理这些信息。

4.6 以简化的方式进行编译和连接

直接在VSCODE就有这个功能。

4.7 程序的执行

程序已经执行了，只是没有显示

4.8 谁将可执行文件中的程序装载进入内存并使用它运行？

DOS中的命令解释器command.com ，也就是shell

找到文件 -> 将文件载入内存 -> 将CS:IP 指向程序入口 -> command停止运行，CPU开始执行可执行文件 -> 返回到command，等待用户下一次输入。

从写代码到执行：

编程 -> 1.asm -> 编译 -> 1.obj -> 连接 -> 1.exe -> 加载 -> 内存中的程序 -> 运行

4.9 程序执行过程的跟踪

直接run的话。command将指针指向程序入口后，等程序返回就可以。

debug 不放弃CPU的控制权。

CX寄存器存放了 程序的长度。

dos加载exe文件的过程。

• 找到一个空闲的地方, SA:0

• 在这个内存前256字节创建一个 程序段前缀 PSP ， DOS利用PSP与被加载程序进行通讯。

• SA+10H:0 , 程序装入地址。

• 设置CS：IP 指向 程序入口。

上诉过程不涉及重定位

返回语句要使用P命令。

实验3 编程，编译，连接，跟踪

在堆栈这个地方，会记录当前的一些信息，

看上去会有pop出来的值，有IP，CS，SS 等寄存器的值。

每次POP，push ， 堆栈附近会有变化。

第五章 [BX]和loop指令

完整描述一个内存单元的内容需要2个信息：

• 内存单元的地址

• 内存单元的长度(类型)

mov ax,[bx]

偏移地址在bx中。

段地址还是在ds中。

描述性符号："()"

"( )" 可以有3种类型：

• 寄存器名

• 段寄存器名

• 20位内存地址

"( )" 相当于指针的解引用，找到( )里面的数值，把这个数值作为地址，去访问这个地址。

字节型，字型 ， 由寄存器决定。 al, bl, cl 字节型 ， ds,ax,bx为字型。

约定符号idata表示常量，

5.1 [BX]

有一个例子，描述[BX]的操作。

5.2 LOOP指令

loop指令：

(cx) = (cx) - 1

判断cx中的值不为零，则转到标号处，如果为零，则向下执行。

cx存放循环次数。

5.3 在DEBUG中跟踪loop指令

在汇编源程序中，数据不能以字母开头，要补个0。

g命令，

g 0012

一直执行，直到IP = 0012H

p命令，

在loop时，使用p，可以让循环一直执行到(cx) =0为止。

5.4 DEBUG和汇编编译器MASM对指令的不同处理

masm中

mov al , [0]

会被解析成，mov al , 0

masm 会把 [idata] 解释为 idata

可以用bx先存偏移地址，然后再[bx]

也可以显示注明： ds:[0]

5.5 loop与[bx]的联合应用

assume cs:code

code segment 

    mov ax,0ffffH

    mov ds,ax

    mov bx,0

    mov dx,0

    mov cx,12

s:  mov al,[bx]

    mov ah,0

    add dx,ax

    inc bx

    loop s

​

    mov ax,4c00h

    int 21h

code ends

end

bx 可以作为i++

5.6 段前缀

ds: , cs: , ss: , es: 这些称为段前缀，如果没有的话，默认用ds

5.7 一段安全的空间

不能乱改写内存地址。

ds = 0

mov ds:[26h],ax

会被解析为：mov [0026h], ax

这样会引发系统错误。

在实模式下，直接用汇编操作真实硬件，这种纯DOS是没有能力对硬件系统进行全面的，严格的管理的。

在linux，windows这种系统都是运行在保护模式下，CPU不会让这种事情这么简单的发送。

不要使用 00200 ~ 002ff 这段地址。

5.8 段前缀的使用

es 是一个段前缀， 通过这个寄存器，在内存拷贝过程中，不必反复修改ds的值。

实验4 [bx]和loop的使用

用9条指令完成这个实验：

assume cs:code

code segment

    mov sp,0040h

    mov bx,3f3eh

    mov cx,20H

    mov ss,cx

 s: push bx

    sub bx,0202H

    loop s

    mov ax,4c00h

    int 21h

code ends

end

第六章 包含多个段的程序

什么空间是合法的

程序获得所需空间的方法有2种：

• 加载程序的时候为程序分配 （目前只讨论这种情况）

• 程序执行过程中，向系统申请。

6.1 在代码段中使用数据

dw 是 define word 的缩写。

CS 存放代码的段地址，CS:0 , CS:2 ...就是dw的数据。

end除了能通知程序结束，还可以通知程序的入口的地方。

“ end 标号 ” ,程序是从这个标号开始。

程序框架安排：

assume cs:code

code segment

  .

  .

  数据

  .

  .

start:

  .

  .

  代码

  .

  .

code ends

end start

6.2 在代码段中使用栈

在数据段 和代码段直接放一个栈。

6.3 将数据，代码，栈放入不同的段

不同的段要有不同的段名。

code , data , stack

data segment

...

data ends

​

stack segment

...

stack ends

​

code segment 

...

code ends

可以通过

assume cs:code,ds:data,ss:stack

将cs，ds，ss跟这几个段相连。

cs : code segment

ds : data segment

ss : stack segment

实验5 编写 调试具有多个段的程序

解释了不同段之间的关系。

第七章 更灵活的定位内存地址的方法

7.1 and和or指令

跟C语言一致

7.2 关于ASCII码

61H代表a，有一个码表

dec	hex	char		dec	hex	char		dec	hex	char		dec	hex	char
032	20			056	38	8		080	50	P		104	68	h
033	21	!		057	39	9		081	51	Q		105	69	i
034	22	"		058	3A	:		082	52	R		106	6A	j
035	23	#		059	3B	;		083	53	S		107	6B	k
036	24	$		060	3C	<		084	54	T		108	6C	l
037	25	%		061	3D	=		085	55	U		109	6D	m
038	26	&		062	3E	>		086	56	V		110	6E	n
039	27	'		063	3F	?		087	57	W		111	6F	o
040	28	(		064	40	@		088	58	X		112	70	p
041	29	)		065	41	A		089	59	Y		113	71	q
042	2A	*		066	42	B		090	5A	Z		114	72	r
043	2B	+		067	43	C		091	5B	[		115	73	s
044	2C	,		068	44	D		092	5C	\		116	74	t
045	2D	-		069	45	E		093	5D	]		117	75	u
046	2E	.		070	46	F		094	5E	^		118	76	v
047	2F	/		071	47	G		095	5F	_		119	77	w
048	30	0		072	48	H		096	60	`		120	78	x
049	31	1		073	49	I		097	61	a		121	79	y
050	32	2		074	4A	J		098	62	b		122	7A	z
051	33	3		075	4B	K		099	63	c		123	7B	{
052	34	4		076	4C	L		100	64	d		124	7C	|
053	35	5		077	4D	M		101	65	e		125	7D	}
054	36	6		078	4E	N		102	66	f		126	7E	~
055	37	7		079	4F	O		103	67	g		127	7F	DEL

7.3 以字符形式给出的数据

可以用db来完成ascii码跟机器码的转换

db 'unIX' 
db 75H,6EH,49H,58H

mov al,'a'
mov al,61H

7.4 大小写转换

小写比大写字母 的ascii码值大0020H

从二进制来看，

0000,0000,0010,0000B

小写字母第5位是1，大写是0

可以通过这个办法，不去判断直接将这个位置位。

7.5 [bx+idata]

mov ax,[bx+200]

(ax) = ( (ds)*16 + (bx) + 200 )

mov ax,[bx+200] 还有几种写法：

mov ax,200[bx] ， 数组

mov ax,[bx].200 ，结构体

7.6 [bx+idata] 的方式进行数组的处理

可以为数组提供便利的机制。

7.7 SI和DI

SI，DI 是跟bx功能近似的寄存器，但是不能被拆分为2个8位寄存器

7.8 [bx+si]和[bx+di]

mov ax,[bx+si]

等价于

mov ax, [bi] [si] , 二维数组

7.9 [bx+si+idata] 和 [bx+di+idata]

mov ax,[bx+si+idata]

7.10 不同的寻址方式的灵活应用

一般来说，需要暂存数据的时候，我们都应该使用栈

实验六 实践课程中的程序

assume cs:codesg,ss:stacksg,ds:datasg

stacksg segment
    dw 0,0,0,0,0,0,0,0
stacksg ends

datasg segment
    db '1. display      '
    db '2. brows        '
    db '3. replace      '
    db '4. modify       '
datasg ends

codesg segment

  start: mov ax,stacksg
         mov ss,ax
         mov sp,16
         mov ax,datasg
         mov ds,ax
         mov bx,0
         mov cx,4
    s0:  push cx
         mov si,3
         mov cx,4
    s:   mov al,[bx+si]
         and al,11011111B
         mov [bx+si],al
         inc si
         loop s

         add bx,16
         pop cx
         loop s0

         mov ax,4c00h
         int 21H


codesg ends

end start

第八章 数据处理的两个基本问题

1. 处理的数据在什么地方

2. 要处理的数据多长

reg代表寄存器，sreg代表段寄存器

reg : ax,bx,cx,dx,~h,~l,sp,bp,si,di

sreg : ds,ss,cs,es

8.1 bx,si,di,bp

只有这4个寄存器可以用在[...] ， 也就是只有这几个寄存器可以代表计数器去做迭代。

bx,bp 不能同时出现在[...]

si,di 不能同时出现在[...]

在[...] 中使用bp ,没有显式给出段地址，段地址默认是ss

bx默认是ds

一个操作栈，一个操作data

8.2 机器指令处理的数据在什么地方

绝大部分机器指令都是进行数据处理的指令，大致分3种：读取，写入，运算。

机器指令这一层并不关心数据值是多少，而关心指令执行前一刻，它将要处理的数据在哪。

要处理的数据可以在3个地方：CPU内部，内存，端口。

8.3 汇编语言中数据位置的表达

3个概念来表达数据的位置

1. 立即数，在CPU的指令缓冲器中，在汇编中直接给出。

2. 寄存器，在寄存器中，在汇编指令中给出相应的寄存器名

3. 段地址(SA)：偏移地址(EA) ， 在内存中。

8.4 寻址方式

当数据存放在内存中，有多种方式来给定这个内存单元的偏移地址，这被称为寻址方式。

直接寻址: [idata]

间接寻址: [bx]

寄存器相对寻址: [bx].idata(结构体) ，idata[si] , idata[di]（数组） , [bx] [idata] (二维数组)

基址变址寻址：[bx] [si] (二维数组)

相对基址变址寻址：[bx].idata[si] 表格(结构)中的数组, idata[bx] [si] 二维数组

8.5 指令要处理的数据有多长

怎么知道有多长？

有两种长度字word，字节byte

有几种方式：

1. 寄存器指明处理数据的大小

2. 没有寄存器名，用操作符 word ptr , byte ptr 指明内存单元的长度 , mov word ptr ds:[0] , 1

3. 其他方法，默认使用字节长度。

8.6 寻址方式的综合应用

访问结构体，跟C语言结合。

[bx].10H[si]

bx找到结构体开头，10H偏移到具体的位置，找到这个结构体的元素， 这个元素是个数组，要用si去访问数组中的元素。

8.7 div指令

除法注意事项:

• 除数，可以是8位或者16位，在寄存器或内存单元中

• 被除数，默认放在AX，或者DX和AX中，除数为8，被除数为16，除数为16，被除数为32

• 结果，除数为8位，AL存除法操作的商，AH存储除法操作的余数，如果除数为16位，AX存商，AD存余数。

AX低位，AD高位。

使用除法指令计算 100001/100

mov dx,1
mov ax,86A1H ;(dx)*10000H + (ax) = 100001
mov bx,100
div bx

8.8 伪指令dd

db , dw ,分别定义字节型数据和字型数据

dd 用来定义dword 双字数据

8.9 dup

dup是一个操作符。

db 重复次数 dup (重复的字节)

dw, dd 类似

实验7 寻址方式和结构化数据访问中的应用

字符替换，不困难。

第九章 转移指令的原理

修改IP ，或者修改CS和IP，的指令称为转移指令。

• 只修改IP，称为段内转移，比如：jmp ax

• 同时修改CS和IP时，称为段间转移，比如：jmp 1000:0

IP的修改范围不同,段内转移还分为：短转移和近转移

• 短转移IP的修改范围：-128~127

• 近转移IP的修改范围：-32768 ~ 32767

转移指令分几类：

• 无条件转移，jmp

• 条件转移指令

• 循环指令

• 过程

• 中断

9.1 操作符offset

获得标号的偏移地址

assume cs:codesg
codesg segment

start: mov ax,offset start ;相当于mov ax,0
s:     mov ax,offset s     ;相当于mov ax,3

codesg ends
end start

9.2 jmp指令

jmp修改CS：IP

也可以只修改IP

jmp指令要给出两种信息

• 转移的目的地址

• 转移的距离

9.3 依据位移进行转移的jmp指令

jmp short 标号 : (IP) = (IP) + 8位位移

实现段内短转移，对IP修改范围是-128~127。

其机器码中，存的是下一条指令相对当前指令的位移。

jmp near ptr 标号 ： (IP) = (IP) + 16位位移

9.4 转移的目的地址在指令中的jmp指令

JMP far ptr 标号

机器码中包含目标地址的段地址和偏移地址

9.5 转移地址在寄存器中的jmp指令

jmp 16位寄存器

ip = (16位寄存器)

9.6 转移地址在内存中的jmp指令

转移地址在内存中。

jmp word ptr 内存单元地址(段内转移)

从内存单元地址处开始存放着一个字，是转移的目的偏移地址

jmp dword ptr 内存单元地址 (段间转移)

CS = (内存单元地址+2)

IP = (内存单元地址)

9.7 jcxz指令

有条件转移指令，短转移，机器码中包含位移，不是目的地址。ip范围 -128,127

格式:

jcxz 标号 （如果cx = 0 跳转到标号处）

if( (cx) == 0 )

jmp short 标号

9.2

mov cl,[bx]

mov ch,0

jcxz ok

inc bx

9.8 loop指令

loop指令中包含的是短转移，

(cx) --

if( (cx) != 0 )

jmp short 标号

9.3

inc cx

9.9 根据位移进行转移的意义

机器码中不包含转移的目的地址。

9.10 编译器对转移位移超界的检测

超界就会报错。

实验8 分析一个奇怪的程序

这个例子，可以把一段空的地方填入指令。

实验9 根据材料编程

只是写内存的操作。

第十章 CALL和RET指令

10.1 ret 和 retf

ret指令用栈中的数据，修改IP的内容，从而实现近转移。

retf 指令用栈中的数据，修改CS,IP的内容，从而实现远转移。

ret 等价于：

pop IP

retf

pop IP

pop CS

10.2 call指令

将当前IP或CS IP压入栈，然后转移

10.3 依据位移进行转移的call指令

call 标号 ， IP+16位数

push IP

jmp near ptr 标号

10.4 转移的目的地址在指令中的call指令

call far ptr 标号

push CS

push IP

jmp far ptr 标号

10.5 转移地址在寄存器中的call指令

call ax

push IP

jmp ax

10.6 转移地址在内存中的call指令

call word ptr 内存单元地址

push IP

jmp word ptr 内存单元地址

call dword ptr 内存单元地址

push CS

push IP

jmp dword ptr 内存单元地址

10.7 call 和 ret 的配合使用

通过 call 去调用子程序，子程序ret返回到call后面

子程序框架：

标号：
	指令
	ret

具有子程序的源程序框架

assume cs:code

code segment
  main:
  	..
  	..
  	call sub1
  	..
  	..
  	mov ax,4c00h
  	int 21H
  sub1:
    ..
    ..
    call sub2
    ..
    ..
    ret
  sub2:
    ..
    ..
    ret
code ends
end main

10.8 MUL指令

乘法指令

注意：

• 两个相乘的数：都是8位，或者都是16位。

  8位：一个放在AL中，一个放在8位寄存器，或者一个内存字节单元中。

  16位：一个放在AX中，一个放在16位reg或内存字单元中

• 结果：如果是8位乘法，结果存在AX中，16位，dx高位，AX低位

mul reg

mul 内存单元

mul byte ptr ds:[0] , (ax) = (al) * ( (ds)*16+0 )

mul word ptr [bx+si+8] , (ax) = (ax) * ( (ds)*16 + (bx) + (si) + 8 ) 低16位; (dx) = (ax) * ( (ds)*16 + (bx) + (si) + 8 ) 高16位

10.9 模块化程序设计

call,ret 可以实现模块化设计

10.10 参数和结果传递的问题

用一个寄存器来保存传递过去的值，用一个数据段去保存计算结果。

10.11 批量数据的传递

参数太多，用内存传递。

附注4 用栈传递参数

在这个例子中，我们可以看到使用栈进行参数传递是如何进行的。

这个例子中，bp寄存器始终存放着本函数栈开始的地方。

函数的入参，总是在bp之前，通过bp+x的方式去访问入参。

函数内部的局部变量，总是在bp之后，通过bp-x的方式去访问局部变量。

被调用的函数，先要保存好上一个bp的值，然后再做其他事，最后把bp的值再弹出。

传参会在函数返回后，立刻被释放，具体的方式是通过修改SP寄存器的值去完成。

参数传参之所以不会被保存，主要是因为这个原因。

所谓的函数传参在函数调用结束之后，就释放了，就是这个意思，这个栈被回收使用了。

void add(int,int,int);

main(){
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 0;
    add(a,b,c);
    c++;
}

void add(int a,int b,int c){
    c = a+b;
}

mov bp,sp
sub sp,6
mov word ptr [bp-6],0001 ;int a
mov word ptr [bp-4],0002 ;int b
mov word ptr [bp-2],0000 ;int c
push [bp-2]
push [bp-4]
push [bp-6]
call ADDR
add sp,6
inc word ptr [bp-2]

ADDR: push bp
      mov bp,sp
      mov ax,[bp+4]
      add ax,[bp+6]
      mov [bp+8],ax
      mov sp,bp
      pop bp
      ret

10.12 寄存器冲突问题

10.2应该是CX的问题，子程序修改了CX，应该用栈存起来，最后要把CX改回来。

解决这个问题的便捷：

在子程序开始时，将所有用到的寄存器都保存起来，在子程序返回前，再全部恢复。

实验10 编写子程序

先不处理。

第十一章 标志寄存器

CPU内部寄存器中，有一种特殊的寄存器，具有3种作用：

• 用来存储相关指令的某些执行结果

• 用来为CPU执行相关指令提供行为依据

• 用来控制CPU的相关工作方式。

标志寄存器 flag，16位，存储的信息被称为程序状态字(PSW) 。

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
				OF	DF	IF	TF	SF	ZF		AF		PF		CF

11.1 ZF标志

zero flag 执行结果为0，zf=1

大多数情况下，传送指令不会影响ZF , 运算指令影响ZF

11.2 PF标志

奇偶标志位，记录相关指令执行后，所有bit中的个数是否为偶数，如果是，pf=1，不是 pf = 0

11.3 SF标志

SF是否为负，如果是负，sf = 1，如果非负，sf = 0

用补码来表示负数，不管我们怎么看，CPU算出的结果都包含了两种含义。

检测结果的最高位符号位是否是负数。

11.4 CF标志

进位标志位，假象更高位。

发生进位或者借位时，cf=1。

11.5 OF标志

溢出标志位，发生溢出，OF=1，没有发生溢出。OF =0

溢出和进位没有关系。

溢出全部看成有符号数运算。

11.6 adc指令

带进位的加法指令。

adc obj1 obj2

(ax) = (ax) + (bx) +CF

提供这个指令可以完成下面的操作：

add al,bl

adc ah,bh

当al,bl发生溢出时，ah+bh+1就能算对了。

用inc不用add是因为防止清空进位。

11.7 sbb指令

带借位减法。

sbb ax bx

(ax) = (ax) - (bx) - CF

11.8 cmp指令

cmp不保存运算结果。

如果相等 zf = 1

11.9 检测比较结果的条件转移指令

e : equal

b : below

a : above

11.10 DF标志和串传送指令

DF 方向标志位

movsb 根据 df 的值，决定si,di的递增还是递减

DF = 0 , inc

DF = 1 , dec

movsw ， 传字。

配合 rep使用。

rep movsb

等价于

s: movsb

loop s

rep还是根据cx寄存器的值。

df位的控制

cld 指令 ， 将DF置0

std 指令 ， 将df 置1

11.11 pushf , popf

f : flag

标志寄存器压栈，与 出栈

11.12 标志寄存器在debug中的表示

含义	标志	=1	=0
溢出	OF	OV	NV
负数	SF	NG	PL
0	ZF	ZR	NZ
偶	PF	PE	PO
进位	CF	CY	NC
方向，di,si	DF	DN	UP

第十二章 内中断

可以在执行完当前正在执行的指令后，检测到从CPU外部发送过来的或内部产生的一种特殊信息，并且可以立即对所收到的信息进行处理。这种特殊的信息，我们称之为：中断信息。

中断： CPU不再接着往下执行，而是去处理这个特殊信息。

CPU中断可以来自内部和外部，主要讨论内部

12.1 内中断的产生

发生情况：

• 除法错误，溢出问题

• 单步执行

• 执行into指令

• 执行int指令

中断类型码：

• 除法错误： 0

• 单步执行：1

• 执行into指令：4

• 执行int指令，int N ,N是提供给CPU中断类型码

12.2 中断处理程序

收到中断信息，需要进行处理。

CPU要找到中断处理程序的入口。

12.3 中断向量表

CPU用8位的中断类型码，通过中断向量表找到对于的中断处理程序的入口地址。

中断向量 ： 中断处理程序的入口地址。

中断向量表存储位置： 0000:0000 ~ 0000:03FF

12.4 中断过程

CPU硬件自动完成， 通过中断类型码 找到中断向量，设置CS:IP。

这个过程叫做中断过程。

中断过程的描述：

• 取得中断类型码N

• pushf

• TF = 0 , IF = 0

• PUSH CS

• PUSH IP

• (IP) = (N*4) , (CS) = (N * 4 +2)

12.5 中断处理程序和iret指令

中断处理程序编写方法跟子程序类似。

只是ret 换成 iret

iret 等价于：

pop ip

pop cs

popf

12.6 除法错误中断的处理

提示divide overflow

12.7 编程处理0号中断

把中断处理函数写到对应的位置，等待CPU来执行。

12.8 安装

用两个标号标记中断处理函数的开始和结束，通过movsb来复制到对应的位置。

12.9 do0

要把字符放到do0内部，不能放在外面的段。

12.10 设置中断向量

在0:0 , 0:2 中放CS:IP就可以。

12.11 单步中断

CPU如果执行完一条指令，发现TF为1, 产生单步中断，引发中断过程。单步中断类型码为 1 ，它引发的中断过程如下：

• 取得中断类型码1

• 标志寄存器入栈 ， TF,IF 设置为0

• CS,IP 入栈

• IP = 1*4 , CS = 1 * 4 +2

debug ,用的就是用这个中断机制。

12.12 响应中断的特殊情况

一般中断发生都会响应。

修改SS的值时，中断不会工作。

因为ss与sp共同决定栈的位置，如果此时去中断，有错。

第十三章 int指令

int指令引发的中断

13.1 int指令

调用一个中断程序，类似调用子程序。

13.2 编写供应用程序调用的中断例程

int , iret

类似于call，ret

13.3 对int，iret 和栈的深入理解

可以通过改压入的CS:IP 来完成循环。

13.4 BIOS和DOS所提供的中断例程

在系统板的ROM中存放着一套程序，称之为BIOS。其包含：

• 硬件系统的检测和初始化程序

• 外部中断和内部中断的中断例程

• 基于对硬件设备进行I/O操作的中断例程

• 其他的硬件系统相关的中断例程

DOS中断例程是操作系统向程序员提供的编程资源。

和硬件设备相关的DOS中断例程中，一般都调用了BIOS的中断例程。

13.5 BIOS 和 DOS 中断例程的安装过程

安装过程：

• 开机后，CPU一加电，初始化 (CS) = 0FFFFH , (IP) = 0 , 自动从这个单元开始执行，CPU执行跳转指令，去执行BIOS中硬件系统检查和初始化程序

• 初始化程序建立BIOS所支持的中断向量，即将BIOS提供的中断例程的入口地址登记在中断向量表。这些中断例程已经固化到ROM中，一直存在于内存中。

• 硬件系统检测和初始化完成后，调用int 19h 进行操作系统导引，从此将计算机交由操作系统控制。

• DOS启动后，除完成其他工作外，还将它所提供的中断例程装入内存，并建立相应的中断向量。

13.6 BIOS中断例程应用

int 10h中断例程是BIOS提供的中断例程，其中包含了多个和屏幕输出相关的子程序。

int 10h 中断例程

mov ah,2  ;置光标
mov bh,0  ;第0页
mov dh,5  ;行号
mov dl , 12 ;列号
int 10h

ah = 2 ,10h号中断例程的2号子程序，功能为设置光标。需要行号，列号，页号作为参数

bh页号，有8页，每页4kB , 地址 B8000H ~ BFFFFH

通常情况是0页， B8000H~B8F9FH

13.7 DOS中断例程应用

int 21H中断例程的4CH号功能，即程序返回功能。

mov ax,4c00h
int 21h

第十四章 端口

CPU通过总线相连的芯片除了各类存储器以外，还有3种芯片：

• 各种接口卡 （网卡，显卡）上的接口芯片，它们控制接口卡进行工作

• 主板上的接口芯片，CPU通过它们对部分外设进行访问

• 其他芯片，用来存储相关的系统信息，或进行相关的输入输出处理。

这些芯片中，都有一组由CPU读写的寄存器，这些寄存器存在以下两点相同：

• 都和CPU的总线相连，当然这种连接是通过它们所在的芯片进行的

• CPU对它们进行读写时，都通过控制线向它们所在的芯片发出端口读写命令。

对这些寄存器当做端口，对它们统一进行编制，建议统一的端口地址空间，每个端口的地址空间都有一个地址。

CPU可以直接读写以下3个地方的数据。

• CPU内部寄存器

• 内存单元

• 端口

14.1 端口的读写

CPU通过端口地址，定位端口。

端口所在的芯片和CPU通过总线相连。

端口地址范围：0~65535

只能用in， out

访问端口：

• in al,60h ;从60h号端口读入一个字节

只能用ax, al

out 20h,al ;往20H端口写入一个字节

14.2 CMOS RAM芯片

芯片特征：

• 包含一个实时时钟，有128个存储单元的RAM存储

• 该芯片靠电池供电，关键实时时钟还能正常工作，RAM中的信息不丢失

• 128B 的RAM中，内部实时钟占用0~0dh单元来保存时间信息。其余大部分保存系统配置信息，供系统启动时，BIOS程序读取，BIOS也提供了相关的程序，使我们可以在开机的时候去配置CMOS RAM中的系统信息。

• 该芯片内部有2个端口，70H,71H。CPU通过这两个端口来读写CMOS RAM

• 70h为地址端口，71h为数据端口，

14.3 shl 和 shr 指令

shl : shift left

shr : shift right

14.4 CMOS RAM中存储的时间信息

mov al,8
out 70h,al

in al,71h

mov ah,al
mov cl,4
shr ah,cl
and al,00001111b

;读入月份数据到al，十位存在ah，个位存在al

第十五章 外中断

CPU除了有运算能力以外，还需要有IO能力。

外设输入随时都可能发生，CPU怎么知道？

CPU从何处得到外设输入？

15.1 接口芯片和端口

CPU通过端口和外部设备进行联系

15.2 外中断信息

外中断源：

• 可屏蔽中断 ，IF = 1 ，响应外部中断，

  sti : IF = 1

  cli : IF = 0

• 不可屏蔽的中断 ， 中断类型码固定为2

基本上都是可屏蔽的中断。

15.3 PC机键盘的处理过程

• 键盘输入，按下一个键，芯片产生扫描码，松开也产生一个扫描码， 分别叫做 通码，断码。

断码 = 通码 + 80H

• 引发9号中断

• 执行int9 中断例程

  • 读出60h端口中的扫描码

  • 对于字符扫描码，送入内存中的BIOS键盘缓冲区。对于控制键，切换键，则转化为状态字节，写入内存中存储状态字的单元

  • 对键盘系统的相关控制，比如向相关芯片发出应答信息

0040:17 单元存储键盘状态字节

• 0:右shift

• 1:左shift

• 2:Ctrl

• 3:Alt

• 4: ScrollLock

• 5:NumLock

• 6:CapsLock

• 7:Insert

15.4 编写int9中断例程

键盘出入处理过程：

• 键盘产生扫描码

• 扫描码送入60h端口

• 引发9号中断

• CPU执行int9中断例程处理键盘输入

我们想做一个程序捕获某个键盘输入，然后做一些事情

可以修改中断向量表，在这个程序初始化的时候，将这个地方改掉，程序退出，然后恢复。

15.5 安装新的INT9 中断例程

如何保证其他按键正常呢？我们识别到之后，从定向回去原来的int9就可以，我们只捕捉我们的中断。

端口和中断机制是CPU进行IO的基础。

指令系统总结

1. 数据传送指令

   mov , push , pop , pushf, popf ,xchg

2. 运算指令

   add, sub , adc , sbb , inc ,dec , cmp , imul , idiv , aaa ,

3. 逻辑指令

   and , or , not , xor , test ,shl ,shr , sal , sar , rol ,ror,rcl ,rcr

4. 转移指令

   jmp , jcxz , je ,jb ,ja ,jnb ,jna ,loop , call ,ret ,retf ,int ,iret

5. 处理机控制指令

   cld, std , cli, sti , nop , clc , cmc ,stc, hlt ,wait ,esc , lock

6. 串处理指令

   movsb , movsw , cmps ,scas ,lods ,stos ,rep ,repe,repne

第十六章 直接定址表

如何有效的组织数据？

16.1 描述单元长度的标号

a db 1,2,3,4,5,6,7,8

b dw 0

可以用b 来代替 cs:[8]

类似C语言中的变量。

16.2 在其他段中使用数据标号

a[si] ,类似C语言中的数组。

16.3 直接定址表

查表的相关技巧

查表效率比计算快。

16.4 程序入口地址的直接定址表

函数表。

第十七章 使用BIOS进行键盘输入和磁盘读写

17.1 int9中断例程对键盘输入的处理

缓冲区，在控制符按下时，操作标志位。

17.2 使用int 16H中断例程读取键盘缓冲区

先清空，然后读入。

17.3 字符串的输入

清空，然后把固定地址的内容刷新进来。

17.4 应用int13H中断例程对磁盘进行读写

综合研究

解释了一些C语言中跟汇编之间的联系。