文章目录
- 一、汇编简介
- 1. 汇编语言的组成
- 2. CPU、寄存器、内存
- 3. CPU对存储器的读写
- 4. 拓展
- 5. 检测
- 6. 解析
- 二、寄存器
- 1. mov、add命令
- 2. 物理地址
- 3. CS:IP 装段地址和偏移地址
- 3.1 如何改变CS:IP的值
- 4. 数据段DS:[address]
- 4.1 前置知识:字与字节
- 4.2 DS:[address]
- 5. SS:SP 指向栈顶元素
- 5.1 数据总线宽度
- 5.2 栈
- 5.3 SS:SP
- 5.4 push、pop用法
一、汇编简介
汇编实际是机器语言的助记符,通过某种规则,给机器码起不同的有意义的名字,与机器指令一一对应。
1. 汇编语言的组成
汇编语言的组成分为3类:
- 汇编指令(核心):机器语言的助记符,有对应的机器码。
- 伪指令:没有对应的机器码,由编译器执行,计算机并不执行。
- 其他符号:如:+、-、*、/等,由编译器识别,没有对应的机器码。
汇编语言的核心一定是汇编指令,因为指令是CPU的执行载体。
2. CPU、寄存器、内存
中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元(CPU:计算机的"大脑")。
每一种CPU都有自己的汇编指令集。
CPU由控制器、运算器和寄存器组成。
- CPU:负责运算,指令的执行。
- 内存:程序运行时存储数据的载体,帮助CPU存储数据。CPU通过寻址来访问内存,进行数据读取和写入。
- 寄存器:暂存数据。CPU和内存频繁交互很影响效率,所以有了寄存器暂存数据。
ps:
- 内存中存放的内容:指令,数据(从内存角度看,两者没什么区别,都是1和0的排列组合(二进制信息),至于是code还是data,就看CPU的意思)
如:
- 存储器被划分成若干个存储单元,每个存储单元从0开始顺序编号,例如一个存储器有128个存储单元,编号是0~127.
(注意:每个存储单元只能存放一个字节(即8bit,8位二进制数),1Byte=8bit,1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB)
3. CPU对存储器的读写
CPU对存储器的读写,就像去图书馆看书,先确定图书馆地址——找哪本书&怎么读(哪种操作)——找哪一章内容(数据信息)
CPU要从内存中读数据,首先要指定内存单元地址。而一台微机中,不只有存储器一种器件,所以在读写数据时,需要指明,对哪个器件进行操作,进行哪种操作。
所以,CPU的数据读写,需要3类信息的交互:
- 存储单元地址(地址信息)
- 器件选择,读或写的命令(控制信息)
- 读或写的数据(数据信息)
ps:每一个CPU芯片都有许多管脚,这些管脚和总线相连。
与CPU的交互通过总线连接。 分三类:(不同总线宽度标志CPU的不同方面的性能)
- 地址总线(地址总线宽度决定CPU的寻址能力)
- 控制总线(控制总线宽度决定CPU对系统中其他器件的控制能力)
- 数据总线(数据总线宽度决定CPU与其他器件进行数据传送时的一次数据传送量。)
4. 拓展
- 各类存储器
- 随机存储器RAM
- 装有BIOS的ROM
- 接口卡上的RAM
- 内存地址空间
- 0~7FFFH的32KB为主随机存储器地址空间
- 8000H到9FFFH的8KB为显存地址空间
- A000~FFFH的24KB空间为各个ROM地址空间
5. 检测
ps:来自王爽老师的课后习题:
6. 解析
- 题一:问2^x=8KB,则x=?
8KB=2^3 * 2^10 Byte
1024=2^10 - 题六:数据总线宽度,每根通过1bit数据,8根则8bit,即1B
- 题七:8086的数据总线宽16根,一次读2B数据,要读取1024B,至少要读1024/2=512次。80386同理。
二、寄存器
CPU由控制器、运算器和寄存器组成。
在CPU中,内部总线链接各种器件,在它们之间进行数据的传送。
对汇编来说,CPU中的主要部件是寄存器。寄存器是CPU中程序员可以用指令读写的部件。程序员通过改变各种寄存器中的内容来实现对CPU的控制。
不同CPU,寄存器个数,结构不同。
8086CPU有14个寄存器
:(这些寄存器都是16位
的)
- 数据寄存器(F4组合):AX、BX、CX、DX
- 存放一般性的数据
- 历史原因,F4又拆成高八位寄存器(?H)、低八位寄存器(?L)
- AX 分成AH、AL
- BX 分成BH、BL
- CX 分成CH、CL
- DX 分成DH、DL
- 段寄存器:CS、DS、SS、ES
- 地址指针寄存器:SI、DI、SP、BP
- 其他寄存器:IP、PSW
具体请看:8086CPU详解
1. mov、add命令
mov ax, bx命令:将bx中的数据拷贝一份,放到ax中,没有改变bx中的数据
格式:
mov:
- mov 寄存器,立即数
- mov 寄存器,寄存器
add: - add 寄存器,立即数
- add 寄存器,寄存器
练习一下:
注意:每条指令的两个操作对象位数必须一致。
比如:
- 可以写:mov ax,bx(ax、bx都是16位)
- 不能写:mov ax, bh(ax为16位,但bh为8位)
- 可以写:add ax, 20000(ax为16位,最大65535,20000比它小,可以存储)
- 不能写:add al, 100H(al是8位寄存器,但100H是16进制表示,转换成二进制就是12位了,超出存储范围)
2. 物理地址
8086有20条地址总线,可以传20位地址,达到1M的寻址能力,但从8086CPU内部看,最多只能达到16位,寻址能力只有64K。
解决:在内部用两个16位地址合成——>20位物理地址
物理地址 = 段地址 × 16 + 偏移地址
段地址,也称基地址。
段地址×16,因为是16进制,相当于向左移一位,在后面添加一个0,它转换成二进制就是4位,相当于增加了4位。所以16位+4位=20位。
段地址1000H,大小是100H
一个段的长度最大为:2^16,因为偏移地址是16位的。
3. CS:IP 装段地址和偏移地址
- CS:代码段寄存器,IP:指令指针寄存器(附属的特殊寄存器)
- 8086CPU将CS:IP指向的内容当做当前指令执行。
3.1 如何改变CS:IP的值
用jmp命令:jmp CS:IP
如:
- jmp 2AE3:3
- 执行后:CS=2AE3H,IP=0003H,CPU从2AE33H处读取指令
- jmp ax(段地址没变,只改变偏移地址)
- 执行前,ax=1000H,cs=2000H,IP=0003H
- 执行后,ax=1000H,cs=2000H,IP=1000H
4. 数据段DS:[address]
4.1 前置知识:字与字节
CPU中用16位
来存储一个字
,高八位放高位字节,低八位放低位字节。
由于内存单元是字节单元,所以一个字要用两个地址连续的内存单元存放,低位字节放在低地址单元中,高位字节放在高地址单元中。
4.2 DS:[address]
DS寄存器:用于存放要访问数据的段地址
注意:ds很特殊,后面不可以跟立即数,mov ds, 1000H是错误的,需要一个通用寄存器作为中介传数据。
mov bx, 1000H
mov ds, bx ;将10000H,即1000:0数据读到al中
mov al, [0]
mov al, [0]中的[0]表示偏移地址是0处的内容(即内存单元为ds:[0]处的内容)
- 一般形式是:寄存器:[xxxx],如果缺省,则默认是ds段
5. SS:SP 指向栈顶元素
5.1 数据总线宽度
8086CPU是16位的结构,有16根数据线,所以可以一次性传送16位的数据,即一次性传送一个字。
5.2 栈
栈:本身是一种数据结构,这里用到的栈其实是一段内存空间,特点:先进后出
8086CPU提供入栈和出栈的指令,最基本的是push(入栈)和pop(出栈)。如:push ax表示将ax中的数据放入栈中,pop ax表示将栈顶数据取出送入ax中。
注意:8086入栈和出栈都是以字
为单位进行的。
push、pop在执行时,需要知道哪个单元是栈顶单元,而SS:SP指向栈顶元素。
5.3 SS:SP
- push ax
- sp=sp-2
- ss:sp指向当前栈顶前面的单元,以当前栈顶前面的单元为新的栈顶,将ax中的内容送入ss:sp指向的内存单元处,ss:sp此时指向新的栈顶。
- pop ax
- ss:sp处送入ax
- sp += 2
5.4 push、pop用法
举例: