x86汇编语言学习记录

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mb5fdb12e4adbb2 2021-10-05 17:52:00

文章标签 寄存器数据数据总线机器语言通用寄存器 文章分类 Java 后端开发

x86汇编语言学习记录

0x00 前置知识

有一定编程基础（会点C，java，C++，python等）。理解信息在不同地方，意义可能不同(同一段信息，我们可能将其看成数据，也有可能看成指令)。

0x01 学习教材及其他资源推荐

x86汇编语言学习记录_通用寄存器

《汇编语言》王爽著，清华大学出版社出版书籍。该书通俗易懂，理论和实践紧密结合，编者也十分幽默风趣。

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0x02 正式学习

1 基础知识

机器语言

机器语言是机器指令的集合。电子计算机的机器指令是一串串的二进制数码，计算机可以通过读入机器指令，将其转化为高低电平，从而实现基本运算，存储等操作。

现在PC机通过CPU（central processing unit，简称CPU）芯片，来实现以上功能。不同CPU，因为设计和结构的不同，所以控制指令就有所不同，即不同CPU都有自己的机器语言。

早期程序员为了解决机器语言的使用困难，从而开发了汇编语言。

汇编语言组成

汇编指令（机器码的助记符）【核心】如mov。
伪指令（由编译器执行）如结束符end。
其他符号（由编译器识别）如+、-、*、/。

存储器

电脑中的存储器大致可划分为两大类：一类是主存，即内存；一类是辅存，即外存。二者的重要区别之一，就在于他们与CPU之间的物理连接方法不同。与CPU地址线直接相连的存储器就是内存，而通过接口与CPU间接相连的存储器就是外存。

x86汇编语言学习记录_数据总线_02

PC机中的内存条

x86汇编语言学习记录_通用寄存器_03

PC机中的硬盘（外存）

x86汇编语言学习记录_机器语言_04

CPU、内存和硬盘关系

因为CPU直接连接内存，因此如果我们想让CPU工作，就需要将数据和指令存放在内存中。

存储器计量单位

计算机存储信息的最小单位，称之为位（bit，又称比特）。

存储器中所包含存储单元的数量称为存储容量，其计量基本单位是字节（Byte，简称B），8个二进制位称为1个字节，此外还有KB、MB、GB、TB等，它们之间的换算关系是1Byte＝8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。

在Intel 8086这一16位CPU中，我们常用字节、字（两个字节）为计量单位。

CPU与内存通信

x86汇编语言学习记录_通用寄存器_05

CPU和内存通信

上图中，MAR和MDR是寄存器。前者是地址寄存器（用来储存地址），后者是数据寄存器（用来储存数据）。CPU将内存中的数据读出后，先要放入到CPU流水线的寄存器中，再对数据进行运算处理。

同时，从上图我们可以得知CPU和内存之间有三条总线（抽象），即数据总线、控制总线、地址总线。

CPU和内存通信可以简单分成三步：

	1. CPU通过地址总线将地址信息传出给存储器芯片，明确操作的存储单元。
	2. CPU通过控制总线发出控制命令（读 、写等）。
	3. 存储器和CPU通过数据总线传输数据。

总线

三种总线都有自己的宽度（物理层面可以简单理解成每一种总线都由很多根电线组成）。一根线，可以传输一个高/低电平，因此可以代表一比特。例如，8086CPU数据总线有16根数据线，则8086CPU的数据总线宽度为16位，一次性可以传输1个字（两个字节）的数据量。

如上所述，数据总线的宽度决定了数据传输速度。而以此类推，地址总线宽度决定了CPU的寻址能力（CPU最大能控制的内存大小），控制总线决定了CPU的控制能力（如读、写等）。

2 寄存器

寄存器简介

寄存器是CPU的主要部件。可以用于暂时存放参与运算的数据和运算结果。同时，我们也可以通过改变寄存器的内容实现对CPU的控制。

8086CPU有14个寄存器，每个寄存器都有自己的名称。这14个寄存器为：AX(accumulator)、BX(base)、CX(count)、DX(data)、SP（Stack Pointer）、BP（Base Pointer）、SI（Source Index）、DI（Destination Index）、IP(Instruction Pointer)、CS（Code Segment）、DS（Data Segment）、SS（Stack Segment）、ES（Extra Segment）、FLAG