汇编语言1：基础知识

这个假期开始系统学习汇编语言，采用跟随视频教程的方式，所用教程是网易云课堂中的《汇编语言从0开始》，讲者是workWork。该课程一共有167个课时，每个课时从几分钟到十几分钟不等，时间不长，短小精悍，反馈及时，让人有动力一直看下去。这门课程很适合零基础的同学，因为在正式编程前，讲者用了大量时间讲述基础性的知识，包括二进制十进制十六进制、CPU执行指令的过程、寄存器的讲解、栈的使用等等。我个人认为，即使你已经不算零基础了，认真地看完这些课程，巩固一下基础知识也是必要的。我之前看过一本基于Linux的教材，因为Linux采用的是AT&T风格，与DOS/Windows的Intel风格有很大差异，所以即使也写过几个汇编小程序，但始终觉得对于寄存器、指令/数据长度以及栈的概念懵懵懂懂，基础并没有打好。我建议大家如果是初学者，还是先从DOS/Windows平台的汇编开始学习比较好，尤其是要使用Windows XP中的debug程序反复练习，这样可以在编程之前打好坚实的基础。

下面对编程之前的基础知识做一个小小的总结。

一、十进制、二进制和十六进制

二进制之所以重要，是因为整个计算机体系就是建立在二进制的基础上的，实际上所有的指令和数据在计算机中存储和运算的形式就是二进制。十六进制之所以重要，是因为查看内存中的指令和数据时，是以十六进制显示的。一个十六进制数字，实际上相当于四个二进制数字的表示。这方面需要掌握以下几个知识点：

十进制与二进制的相互转换/快速转换

十进制与十六进制的的相互转换/快速转换

十六进制与二进制的相互转换/快速转换

基础的相互转换就不说了，即使对于初学者也应该是容易掌握的。说一下快速转换的方法。

十进制快速转换成二进制

首先对于二进制来说，位于最末一位的1表示加1，右数第二位表示加2，依次类推为4、8、16、32、64。对于100以内的十进制数，只能是由以上几个数字相加得成。那么我们就可以开始凑了。比如98，可以写成64+32+2，再把对应位置为1，即1100010。

十进制快速转换成十六进制

这个方法只能用在小于256的数。很简单，先用该数除以16，得到一个结果和一个余数。比如81=5*16+1，则十六进制表示为51H。

十六进制和二进制的快速转换

上文说过一个十六进制数字可以由四个二进制数来表示，比如7EH，就是把7用二进制表示，E用二进制表示，即0111 1110。反之亦然，二进制转换成十六进制时，每四个数字划分即可。

最后，记住一个式子：

字节byte = 2个十六进制数字 = 8个二进制数字 = 8比特bit

二、CPU、寄存器和指令执行

地址信息、数据信息和控制信息

6个小题，掌握了就可以了。

（1）1个CPU的寻址能力为8KB，那么它的地址总线宽度为  13

8KB = 8*1024字节，总共是2的13次方

（2）1KB的存储器有 1024 个存储单元，存储单元的编号从 0 到 1023

（3）1KB的存储单元可以存储 1024*8 bit，1024  Byte

（4）1GB, 1MB, 1KB 分别是        2^30    2^20   2^10    Byte

（5）地址线有16根，寻址能力为64KB，20根，1MB，24根，16MB，32根，4GB

（6）数据线有8根，一次可以传送数据为1Byte，16根，2Byte，32根，4Byte

寄存器

（1）通用寄存器

ax = ah + al

bx = bh + bl

cx = ch + cl

dx = dh + dl

一般用来存放数据，对于ax来说，能表示最大值为FFFFH，即0-66535。ax是16位，AH是8位，ah最大可表示FFH，即0-255。对于ax存放的数据是一个字，即两个字节。而一个地址当中只能存放一个字节，即1个字需要2个地址连续的内存单元存放，高位地址存放高位字节，低位地址存放低位字节

（2）用于表示地址的寄存器

段地址：偏移地址

ds            si

es            di

ss            bp

cs            ip

sp

bx

物理地址 = 基础地址 + 偏移地址

基础地址 = 段地址 * 16（10H）

其中cs:ip表示读取指令的地址，ds 是段寄存器，一般以ds:[0]的形式表示要使用的数据所在的地址。

指令执行

读取指令的地址为cs:ip。

（1）指令执行的过程：

①CPU从cs:ip所组成的地址中读取指令，将这个指令存放在指令缓存器中；

②ip = ip + 所读指令的字节数；

③执行指令缓存器中的内容，回到步骤1，重复这个过程。

（2）指令执行要完成的任务：

①数据在什么位置？

②处理数据；

③把处理过后的结果储存起来。

三、debug指令

r 显示寄存器内容

d 显示内存中的内容

段地址：偏移地址 - 偏移地址

u 将内存中内容翻译成汇编指令

a 向当前内存中写指令（汇编指令）

e 加上段地址：偏移地址，即向当前内存中写入内容（16进制）

四、栈

栈就是一段连续的内存空间，遵循后进先出的准则。栈的操作有两个，分别是入栈和出栈。栈的地址由ss:sp表示。入栈指令是push加地址，出栈指令是pop加地址。注意push和pop指令后加的地址是待入栈数据的地址/出栈后数据存放的地址。ss:sp永远指向栈顶数据，可以由程序员修改决定。注意使用栈时一定要防止越界。

push -> SP - 2 -> SS:SP 字型数据存入

pop   ->  SS:SP字型数据取出 ->  SP - 2

五、基本的汇编指令

移动指令

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

运算指令

add 寄存器，数据

add 寄存器，寄存器

add 寄存器，内存单元

add 内存单元，寄存器

sub

转移指令

转移指令能够修改ip或cs，例如jump 2000:0，实际上就是把cs改成2000，ip改成0，那么下一条指令就是从2000:0开始执行。

六、编程前的总结

关于寄存器与地址表示

CS:IP   和指令有关

DS:[0] [1] …  和数据有关

SS:SP  临时性数据（栈）

关于指令执行的过程

通过汇编指令修改CPU中寄存器中的内容。需要考虑的问题有：

（1）数据在哪里？

（2）数据的长度：字节型数据 字型数据    AX BX CX DX   AH AL BH BL

（3）数据的处理    ADD    SUB

（4）数据存放到哪里？

关于程序员的工作

数据是我们程序自己安排，存放在哪里也要自己安排，指令在哪里也要自己安排——相比高级语言，汇编语言给程序员绝对的自由，然而自由的代价是谨慎，汇编语言比高级语言更容易出现种种问题。

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