汇编笔记
一、基础概念
0.汇编基础
能够被计算机直接识别的语言称之为机器语言，比如:00100000这种的，汇编语言是需要通过编译器转变为机器语言的。
计算机构成:输入/输出设备、存储器、运算器、控制器
1.基础单位信息
bit=位 1/0 计算机最小信息单位
Byte=字节=8bit=B=1个存储单元 计算机最小存储单位
字(word)=2B=2byte
存储地址和存储内容一般用16进制表示
0x..或者H=十六进制(0,F) B=二进制(0,1) D=十进制(0,9)
2.CPU对存储器的读写
ROM=>BOIS芯片
CPU通过地址总线寻址、数据总线传输数据、控制总线进行操作来完成一些处理。
地址对应的是数据，因此地址总线的宽度也就是其一次最大能寻找到多少个字节的数据。
不同CPU的寄存器个数是不同的，但是都有通用寄存器
3.寄存器
概念:CPU中程序员可以用指令读写的部件，寄存器数量有限(8086中有14个寄存器)，读写速度快。
内存单元是一个单元存放一个字节(8位二进制)
通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。除此之外，它们还各自具有一些特殊功能。
数据是不能直接送入段地址寄存器(DS)中的;
16位寄存器可以拆分为两个8位寄存器进行使用;
mov a1,[0]，此处的[]说明操作的是一个内存单元，[0]中的0说明这个内存单元的偏移地址是0，它的段地址默认放在ds寄存器中，使用时会被去出来。
PS:
1 | 累加寄存器在不同位计算机中的名字不同 |
16位数据寄存器不能存放数据地址，但是32位的可以
3.1 数据寄存器
3.2 标志寄存器
3.2.1运算结果标志位
ZF标志（ZeroFlag）：
零位标志位，它记录相关指令执行后的结果是否为0，如果是0，那么ZF=1，如果结果不为0，那么ZF=0。
PF标志（ParityFlag）：
奇偶标志位，它记录相关指令执行后，其结果的所有二进制位中1个个数是否为偶数，如果是偶数，PF=1，反之为0。
SF标志（SignFlag）：
符号标志位，它记录相关指令执行后，其结果是否为负，如果结果为负，SF=1，如果非负，SF=0。
CF标志（Carry进位，Flag标志）：
进位标志位，一般情况，进行无符号运算时，它记录运算结果的最高位向更高位的进位值，或从更高位的借位值，如果运算结果的最高位产生了一个进位或借位，那么其值为1，否则其值为0。
OF标志（Overflow溢出，Flag标志）：
溢出标志位，在进行有符号数运算的时候，如果结果超出了机器所能表示的范围称为溢出，OF的值被置为1，否则OF的值为0。
注意：这里所说的溢出，只是对有符号运算而言。
3.2.2状态控制标志位
TF标志（TrapFlag）：
追踪标志位，当追踪标志被置为1时，CPU进入单步执行方式，即每执行一条指令产生一个单步中断请求，这中方式主要用于程序的调试。
IF标志（Interrupt-enable Flag）：
中断允许标志位，用来决定CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求，但不管该标志为何值，CPU都必须响应CPU外部的不可屏蔽中断所发出的中断请求，以及CPU内部产生的中断请求。
当IF=1时，CPU可以相应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。
当IF=0时，CPU不响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。
CPU的指令系统中也有专门的指令来改变标志位IF的值。
4.物理地址
通常文件中至少含有两个段:代码段(存储程序的指令–可读，不可写，可执行)、数据段(存储需要的数据的指令–可读，可写，可执行)
二进制左移N位相当于这个二进制数乘以2的N次方
物理地址=段地址*16(又称基址)+偏移地址
任何时刻8086CPU都会将CS:IP指向的内容作为即将执行的指令(可以使用jmp对其进行修改操作)
一个物理地址可以对应多个逻辑地址，在编程的时候使用的是逻辑地址(=段基地址+段内偏移地址)
5.段地址
可以将若干地址连续的内存单元看做一个段
8086CPU有4个段寄存器，每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始位置，每种逻辑段均有各自的用途：
CS（代码段）：指明代码的起始地址
利用CS：IP取得下一条要执行的指令
SS（堆栈段）：指明堆栈段的起始地址
利用SS：SP操作堆栈顶的数据
DS（数据段）：指明数据的起始地址
利用DS：EA存取数据段中的数据
ES（附加段）：指明附加段的起始地址
利用ES：EA存取附加段中的数据
PS:
1.在内存中，指令和数据没有任何区别，都是而二进制信息，只是CPU将有的数据看成指令，有的看成数据
2.一般的寄存器，如AX，可以使用mov ax,123来完成对其中数值的修改。但是像CS,IP这样的寄存器(用来从内存中寻址执行指令的)只能使用转移指令来修改，比如jmp–jum [段地址:]偏移地址，段地址和’:’缺省将只修改IP的值
3.操作中如果没有指明段前缀，则一般访问的是DS
1 | mov ax,[1000H] |
6.mov,add,sub指令
1 | mov 寄存器,数据 |
关于mov的操作对象的说明:
PS:
指令=操作码(+操作数)
7.栈(后入先出)
两个关键寄存器:SS,SP->段地址,段偏移地址。这对寄存器将会指出栈顶地址。栈大小由我们自己安排所以要小心超界问题。
1 | mov ax,0123H |
PS:
堆栈操作都是以字(2字节)为单位操作的。
8.开发环境配置
win7及以上系统都没有debug了，所以都需要这个DOSBOX
9.debug
功能:
- 可以查看CPU寄存器的各种内容
- 可以查看内存的使用情况
- 可以在机器码级别跟踪程序的运行
常用操作:
二、程序
0.程序运行
1.程序加载到内存
2.CPU使用寄存器CS:IP找到程序即将执行指令的位置
1.伪指令
伪指令不对应机器码，由编译器进行处理
1 | // 将名字为codesg(标号 )的代码段跟cs寄存器联系起来 |
将代码保存为asm格式的文件后就可以采用微软的masm汇编编译器来编译汇编代码。(注意编译后生成的是filename.obj还需要将其链接为可执行文件filename.exe，连接可以使用微软的Overlay Linker3.60连接器)
2.[bx]和loop指令
mov ax,[bx]
功能:bx中存放的数据作为一个偏移地址EA,段地址SA默认在ds中，将SE:EA处的数据送入ax中，即(ax)=((ds)*16+(dx))
inc bx 是指bx中的内容加1
PS:用’()’来表示一个寄存器或者内存单元中的内容。比如(ax)就表示寄存器ax中的内容
loop指令实现循环公布功能,cx中保存了循环次数
1 | assume cs:codesg |
3.dw和end
1 | assume cs:codesg |
dw定义了多个字符型数据，每个数据占用16个字节的内存空间。取用时从cs去的段地址，dw最先定义所以段偏移为0，之后bx加2操作进行连续取用。
end除了通知编译器程序结束外，还可以告诉编译器程序的入口在什么地方。
三、更灵活的定位内存地址的方法
0.七种寻址方式
寻址方式: 指令中指明操作数存放位置的表达方式。
寻址方式可以分为:
立即数寻址方式(存放在指令当中)
mov AL,10H-->立即数(只能是源操作数，即寄存器或者存储器)
寄存器寻址方式(存于寄存器中)
inc cx;加1
dec cs;减1
mov ax,bx
存储器寻址方式(存放于存储器之中)
|
| mov ax,[25000H]-->存储器操作数
|
|-> 直接寻址方式
|
|-> 寄存器间接寻址方式
|
|-> 寄存器相对寻址方式
|
|-> 基址加变址寻址方式
|
|-> 相对加基址变址寻址方式
1.and和or指令
1 | ;可以将操作对象的相应位设为0，其它位保持不变 |
2.ASCII
a字符–>61H存储在指定空间中1
2
3
4
5
6
7;使用'......'指明数据是以字符的形式给出的
data segment
db 'unIX'
data ends
;注意:小写字母的ASCII码值比大写字母的ASCII码值大20H
3.指令处理数据的长度
1 | ;一个字单元 |
4.伪指令dd
dd->字节型数据
dw->字型数据
1 | data segment |
5.dup
dup配合db,dw,dd进行数据重复
1 | ;db 重复的次数 dup (重复的字节型数据) |
四、转移指令的原理
可以修改IP，或同时修改CS和IP的指令统称为转移指令。
1.操作符 offset
offset 可以取得标号的偏移地址
2.jmp指令
jmp为无条件转移指令，可以只修改IP，也可以同时修改CS和IP
1 | ;转到标号处执行命令,这个是 |
3.jcxz指令
jcxz条件转移指令
1 | jcxz 标号 |
4.loop指令
loop指令为循环指令
1 | loop 标号 |
5.in指令
用于CPU从外设端口接收数据
6.out输出指令
用于CPU向外设端口发送数据
7.xchg交换指令
8.地址传送指令:LEA & LDS & LES
1 | ;reg16--16位通用寄存器 |
9.标志传送指令:LAHF & SAHF & PUSHF & POPF
五、算数运算指令的原理
1.加法指令
• ADD(Addition) 加法指令
• ADC(Add withCarry)带进位加法指令
• INC(Increment)加 1指令
• AAA(ASCIIadjustforaddition)加法ASCII调整指令
• DAA(Decimaladjustforaddition)加法十进制调整指令
2.减法指令
8086有7条减法指令:
• SUB(Subtraction)减法指令
• SBB(SubtractionwithBorrow)进位减法指令
• DEC(Decrement by 1)减1指令
• NEG(Negate) 求补指令
• CMP(Compare)比较指令
• AAS(ASCII Adjust for Subtraction) 减法ASCII调整指令
• DAS(Decimal Adjust for Subtraction) 减法十进制调整指令
3. 乘法指令
1）无符号乘法（MUL）
2）带符号乘法（IMUL）
4.除法指令
1）无符号除法（DIV）
2）带符号除法（IDIV）
3）字节扩展指令（CBW）
4）字扩展指令（CWD）
5.十进制调整指令
共六条
• AAA非压缩BCD码的加法十进制调整
• DAA压缩BCD码的加法十进制调整
• AAS非压缩BCD码的减法十进制调整
• DAS压缩BCD码的减法十进制调整
• AAM乘法的十进制调整
• AAD除法的十进制调整
六、逻辑运算和移位指令
针对二进制0/1进行的操作
1.逻辑运算指令
• AND逻辑“与”指令(有0则0)
• TEST测试指令(只改变标志位)
• OR逻辑“或”指令(有1则1)
• XOR（exclusive OR)逻辑“异或”指令(相同为0，不同为1)
• NOT逻辑“非”指令(不能是立即数)
2.移位指令
• SAL (Shift Arithmetic Left)算术左移(无符号数乘2，最高位进CL)
• SAR (Shiftarithmeticright)算术右移(无符号数除2，最低位进CF)
• SHL (Shift logical left)逻辑左移(最低位不变，)
• SHR (Shiftlogicalright)逻辑右移(最高位不变，低位移入CF)
• ROL (Rotateleft)循环左移
• ROR (Rotateright)循环右移
• RCL (Rotateleftwith carry)带进位循环左移(就是循环时是带CF的)
• RCR (Rotateright withcarry)带进位循环右移
七、串操作类指令
• “串”就是内存中一段地址相连的字节B或字W；
• 串操作，也叫数据块操作；
• 可实现存储器数据间的直接传送；
• 8086有5种基本串操作：
MOVS（Move string）串传送指令
CMPS（Compare string）串比较指令
SCAS（Scan string）串扫描指令
LODS（Load from string）取串指令
STOS （Store in to string）存串指令
1.标志处理指令
• CLC （Clearcarryflag)清C标志
• STC（Setcarryflag )置C标志
• CMC（Complementcarryflag）对C求反
• CLD（Cleardirectionflag)清D标志
• STD（Setdirectionflag)置D标志
• CLI（Clearinterruptflag)清I标志
• STI （Setinterruptenableflag)置I标志
2.其他处理机控制指令
• NOP（Nooperation)空操作
• HLT（Halt) CPU暂停状态
• WAITCPU等待状态
• ESC交权
• LOCK（Lockbus)总线锁定
八、opcode
操作码(Operation Code, OPCode) 描述机器语言指令中，指定要执行某种操作的机器码。
OPCode在不同的场合中通常具有不同的含义，例如PHP虚拟机(Zend VM)、java虚拟机(JVM)
以及一些软件保护虚拟机中的最小操作单元都可以称之为OPCode。
九、参考
https://www.kanxue.com/book-31.htm
《汇编语言(第3版)》王爽著