跳至主要內容

汇编学习

fakeppa2024年12月27日大约 6 分钟项目

cpu与存储器

image.png
image.png

cpu对外部器件读写数据工作原理，不同的机器码可以对应数据或者指令，分出了三种总线：

  • cpu由地址总线发出寻址数据
    地址宽度由其并联的导线数决定，一个导线有0,1两种状态，宽度决定了其寻址数，为2^n

  • cpu经控制总线发出指令，对所在地址进行操作
    控制总线的宽度决定了cpu对外部器件控制的能力

  • 内存与cpu经过数据总线来传递数据
    数据总线并联的导线数量决定了一次传输的位

存储器芯片

  • RAM:可读可写，需要通电
  • ROM:只读不可写，断电后不会丢失数据，可以存放bios

这些存储器与cpu通过总线相连，但是cpu都把他们当做内存单元
image.png
cpu会以一定逻辑对地址进行分类
image.png

当我们需要对一个计算机硬件系统进行编程时，必须要了解起始地址和结束地址，以及存储器地址分配的结构

cpu内部

一个典型的cpu由运算器、控制器、寄存器等器件构成，他们之间通过内部总线连接
image.png

8086cpu寄存器

  1. 通用寄存器（8个）:

    • AX（累加器寄存器）
    • BX（基地址寄存器）
    • CX（计数器寄存器）
    • DX（数据寄存器）
    • SP（堆栈指针寄存器）
    • BP（基指针寄存器）
    • SI（源变址寄存器）
    • DI（目的变址寄存器）

  2. 段寄存器（4个）:

    • CS（代码段寄存器）
    • DS（数据段寄存器）
    • SS（堆栈段寄存器）
    • ES（附加段寄存器）

  3. 控制寄存器（2个）:

    • IP（指令指针寄存器）
    • FLAG（标志寄存器）

通用寄存器

AX、BX、CX、DX用来存放一般性数据，称为通用寄存器
8086由于需要对上代8位寄存器的兼容，可以把一个16进制的寄存器分为两个8进制寄存器
高八位位AH寄存器，低八位为AL寄存器

字节与字

一个字节有八位，一个子有两个字节16位

一些汇编指令

mov a,b 相当于给变量赋值操作，b的值赋值给a
add a,b 相当于相加操作，相加后的结果赋值给a
image.png

  • 当一个寄存器存储的数据高于十六位时，为丢弃最高位的数据吗，一个十六进制数据占四个bit，所以八bit寄存器只能存放两个十六进制数据

8086的寻址办法

8086有20为的地址总线，意味着总线的寻址能力达到1mb。
而8086是16位结构，意味着8086内部只能一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位，表现出的寻址能力仅为64kb
所以在8086内部有一种形成20位物理地址的方法，结构如下
image.png

image.png
地址加法器采用：物理地址=段地址×16+偏移地址 的方法形成物理地址，加法器的工作原理如图
image.png
还是那个算法，一个十六进制数据占4为，一个16+4=20位存储器能表示5个16进制数据，
意思就是把偏移地址加入到低位
总的来说，8086cpu在用20位地址总线来访问地址时，会用 基础地址+偏移地址+物理地址 的方法寻址
超级形象的例子：
image.png
当然了，不能强行将两个16进制构造出32位数据，必然会丢弃一些信息，所以，不同的两个16进制段地址 和 偏移地址 可能指向相同的20进制 物理地址

引入段寄存器，非常关键

段寄存器

CS：代码段寄存器
IP：指令指针寄存器
CS内容当做段地址，IP内容当做偏移地址，合成物理地址，读取存储器内容，当做指令执行

在CS和IP寄存器的驱动下，cpu执行指令的操作
image.png

获得mov ax,0123H的指令

image.png
image.png

读取下一条指令时，IP(偏移地址+3，指向初始位置，如果指令长度为2则会自动+2)
以此类推，总结是这样的
image.png

别看CS和IP是寄存器，但是他们不能通过mov指令来修改(cpu没有提供这样的功能)
那么问题来了，如何修改呢？
引入jmp指令

jmp指令

修改CS、IP内容
image.png
仅修改IP的内容，可用 "jmp 寄存器名称的方式"
image.png

内存中的字存储

在内存中一个地址只能存放一个8位(1字节)数据，但是cpu寄存器是存放16(2字节)位数据的，当我们的寄存器访问内存时，会将低八位和高八位两个内存地址的数据进行传输
image.png

数据段

可以根据需要将一段内存单元定义为数据段，在寄存器DS中存放数据段的段地址
在意这样的形式对数据段的内容进行读取
image.png
在8086cpu中可以通过mov直接对内存单元进行访问，就是说x86架构中CPU可以直接对内存进行操作
image.png

栈

栈是一种具有特殊的访问方式的存储空间
最后进入这个空间的数据，最先出去
image.png
准确的理解何为栈，栈顶是变化的，总有一个指针会指向栈顶

cpu提供的栈机制

有两个寄存器对栈内存进行指示--SS和SP，任意时刻，SS：SP指向栈顶元素
入栈时，栈顶从高地址向低地址方向延伸
当入栈被执行时，首先减去数据占用的内存空间，然后指向新的栈顶，最后存储低位和高位数据

栈顶超界问题

8086cpu不能处理栈顶超上界和下界的问题

push和pop指令

push和pop不仅可以对寄存器操作还可以对内存单元操作，以字为单位（两个字节为一字，也就是两个内存地址）
执行push指令时，先将SP的值-2
再进行数据写入，高位写入高地址，低位写入低地址
执行pop命令时，先从SS:SP进行读取值，再进行SP=SP+2

到底了:D
Copyright © 2025 fakeppa